JPWO2021119402A5 - - Google Patents

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JPWO2021119402A5
JPWO2021119402A5 JP2022535488A JP2022535488A JPWO2021119402A5 JP WO2021119402 A5 JPWO2021119402 A5 JP WO2021119402A5 JP 2022535488 A JP2022535488 A JP 2022535488A JP 2022535488 A JP2022535488 A JP 2022535488A JP WO2021119402 A5 JPWO2021119402 A5 JP WO2021119402A5
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Description

別の局面では、本明細書において、本明細書に提供される方法において使用するためのデバイスが提供される。いくつかの態様では、該デバイスは、光源および試料ホルダーを含む。
[本発明1001]
a.5'から3'の方向に、
i.任意で、固有分子識別子(UMI)配列;
ii.第1のターゲティングドメイン;および
iii.第1のハイブリダイゼーションドメイン
を含む、第1の核酸と、
b.5'から3'の方向に、
i.バーコードドメイン;および
ii.第2のハイブリダイゼーションドメインであって、第1の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、第2のハイブリダイゼーションドメイン
を含む、第2の核酸と
を含む、バーコード組成物であって、
第1または第2のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、前記バーコード組成物。
[本発明1002]
前記第2の核酸が、5'末端に固有分子識別子配列をさらに含む、本発明1001のバーコード組成物。
[本発明1003]
前記第2の核酸が、5'末端にプライマー配列をさらに含む、本発明1001または1002のバーコード組成物。
[本発明1004]
a.5'から3'の方向に、
i.任意で、固有分子識別子配列;
ii.第1のターゲティングドメイン;および
iii.第1のハイブリダイゼーションドメイン
を含む、第1の核酸と、
b.5'から3'の方向に、
i.第2のハイブリダイゼーションドメインであって、第1の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、第2のハイブリダイゼーションドメイン;および
ii.第1のバーコードドメイン
を含む、第2の核酸と
を含む、バーコード組成物であって、
第1または第2のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、前記バーコード組成物。
[本発明1005]
第2のバーコードドメインを含む第3の核酸をさらに含み、第2のバーコードドメインが、第1のバーコードドメインと実質的に相補的である、本発明1001~1004のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1006]
前記第3の核酸が、5'末端に固有分子識別子配列をさらに含む、本発明1005のバーコード組成物。
[本発明1007]
前記第3の核酸が、5'末端にプライマー配列をさらに含む、本発明1005または1006のバーコード組成物。
[本発明1008]
a.5'から3'の方向に、
i.任意で、固有分子識別子配列;
ii.第1のターゲティングドメイン;および
iii.第1のハイブリダイゼーションドメイン
を含む、第1の核酸と、
b.5'から3'の方向に、
i.第2のハイブリダイゼーションドメインであって、第1の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、第2のハイブリダイゼーションドメイン;および
ii.第1のバーコードドメイン;
iii.第3のハイブリダイゼーションドメイン
を含む、第2の核酸と
を含む、バーコード組成物であって、
第1または第2のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含み、第3のハイブリダイゼーションドメインが、任意で、光反応性要素を含む、前記バーコード組成物。
[本発明1009]
n個の追加の核酸をさらに含み、
nが、1~100の整数であり、
各追加の核酸が、5'から3'の方向に、
i.第1のハイブリダイゼーションドメイン;
ii.バーコードドメイン;および
iii.第2のハイブリダイゼーションドメイン
を含み、
n番目の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインが、(n-1)番目の核酸の第2のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、
n=1の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインが、第3のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、かつ
各核酸の第1または第2のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、本発明1008のバーコード組成物。
[本発明1010]
5'から3'の方向に、
i.第1のキャップハイブリダイゼーションドメインであって、nが1以上であるときn番目の核酸の第2のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、第1のキャップハイブリダイゼーションドメイン、またはnが0であるとき第3のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、該キャップハイブリダイゼーションドメイン;および
ii.第2のキャップハイブリダイゼーションドメイン
を含む、第1のキャップ核酸鎖
をさらに含み、
第1のキャップハイブリダイゼーションドメインが、任意で、光反応性要素を含む、本発明1008または1009のバーコード組成物。
[本発明1011]
5'から3'の方向に、
i.プライマー配列ドメイン;
ii.任意で、固有分子識別子(UMI)配列;および
iii.ハイブリダイゼーションドメインであって、第1のキャップ核酸の第2のキャップハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、該ハイブリダイゼーションドメイン
を含む、第2のキャップ核酸鎖
をさらに含み、
第1のキャップ核酸鎖の第2のキャップハイブリダイゼーションドメインおよび第2の核酸鎖のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、本発明1010のバーコード組成物。
[本発明1012]
前記第1の核酸が、RNAまたはRNA転写物であり、任意で、第1のハイブリダイゼーションドメインが、ポリ(A)配列を含む、本発明1001~1011のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1013]
前記第1の核酸が、5'末端にプライマー配列をさらに含む、本発明1001~1012のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1014]
前記第1の核酸の第1のターゲティングドメインが、標的核酸と実質的に相補的である、本発明1001~1013のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1015]
標的核酸が、標的結合物質とコンジュゲートされるか、または、標的核酸が、標的分子とコンジュゲートされるか、または、標的核酸が、標的分子(RNAなど)内に含まれるか、または、標的核酸が、標的細胞によって発現されるか、または、標的核酸が、標的分子または細胞上に直接的に、もしくは、化学的架橋、遺伝子エンコーディング、ウイルス形質導入、トランスフェクション、コンジュゲーション、細胞融合、細胞内取り込み、ハイブリダイゼーション、DNA結合タンパク質もしくはアダプター分子、例えば標的結合リガンドを介して間接的に提示される、本発明1014のバーコード組成物。
[本発明1016]
標的結合物質が、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、単糖、二糖、三糖、オリゴ糖、多糖、リポ多糖、レクチン、ヌクレオシド、ヌクレオチド、核酸、ビタミン、ステロイド、ホルモン、補因子、受容体および受容体リガンドからなる群より選択され、任意で、標的結合物質が、抗体またはその抗原結合断片である、本発明1015のバーコード組成物。
[本発明1017]
各ドメインが、独立に、1文字コード、2文字コード、3文字コード、または4文字コードを含む、本発明1001~1016のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1018]
各ドメインが、独立に、ゼロまたは少なくとも1つの核酸修飾を含む、本発明1001~1017のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1019]
核酸修飾が、核酸塩基修飾、糖修飾、およびヌクレオチド間連結修飾からなる群より選択される、本発明1018のバーコード組成物。
[本発明1020]
各ドメインが、独立に、1~1000ヌクレオチド長である、本発明1001~1019のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1021]
核酸のUMIが、同じ核酸の他のドメインの1つに組み込まれる、本発明1001~1020のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1022]
核酸の少なくとも1つが、切断可能なスペーサーを含む、本発明1001~1021のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1023]
切断可能なスペーサーが、光切断性スペーサーである、本発明1022のバーコード組成物。
[本発明1024]
検出可能な標識をさらに含む、本発明1001~1023のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1025]
検出可能な標識が、前記核酸のうちの1つの中に含まれる、本発明1024のバーコード組成物。
[本発明1026]
検出可能な標識が、蛍光分子、ナノ粒子、安定同位体、放射性同位体、ヌクレオチドクロモフォア、酵素、酵素基質、化学発光部分および生物発光部分、エコー源性物質、非金属同位体、光学レポーター、常磁性金属イオン、および強磁性金属からなる群より選択され、任意で、検出可能な標識が、フルオロフォアである、本発明1024または1025のバーコード組成物。
[本発明1027]
ポリメラーゼをさらに含む、本発明1001~1026のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1028]
ポリメラーゼが、鎖置換ポリメラーゼである、本発明1027のバーコード組成物。
[本発明1029]
核酸合成のための緩衝液または塩をさらに含む、本発明1001~1028のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1030]
天然または合成ヌクレオチド三リン酸またはデオキシヌクレオチド三リン酸をさらに含む、本発明1001~1029のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1031]
標的要素をさらに含む、本発明1001~1030のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1032]
標的要素が、基材表面上に固定される、本発明1031のバーコード組成物。
[本発明1033]
標的要素が、基材表面上に所定のパターンで固定される、本発明1032のバーコード組成物。
[本発明1034]
標的要素が、核酸、脂質、糖、小分子、微生物もしくはそれらの断片、ポリペプチド、および/または生体物質である、本発明1031~1033のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1035]
生体物質が、組織、細胞、オルガノイド、人工組織(engineered tissue);および細胞外マトリックスからなる群より選択される、本発明1034のバーコード組成物。
[本発明1036]
基材が、ガラス、透明ポリマー、ポリスチレン、ヒドロゲル、金属、セラミック、紙、アガロース、ゼラチン、アルギン酸塩、デキストラン、酸化鉄、ステンレス鋼、金、銅、塩化銀、ポリカーボネート、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ストレプトアビジン、樹脂、および生体物質からなる群より選択される、本発明1031~1035のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1037]
光反応性要素が、光反応性ヌクレオチドであり、任意で、光反応性ヌクレオチドが、CNVKまたはCNVD架橋塩基である、本発明1001~1036のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1038]
PCRプライマーをさらに含む、本発明1001~1037のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1039]
光源をさらに含み、任意で、光源が、UV光源である、本発明1001~1038のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1040]
キットの形態の、本発明1001~1039のいずれかのバーコード組成物。
[本発明1041]
標的mRNAを検出する方法であって、以下の段階を含む、方法:
a.標的mRNA(第1の核酸)と第2の核酸とをハイブリダイズさせる段階であって、
i.該mRNAが、ポリA配列を含む第1のハイブリダイゼーションドメインを含み;
ii.第2の核酸が、5'から3'の方向に、
1.第2のハイブリダイゼーションドメインであって、第1のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、光反応性要素を含む、第2のハイブリダイゼーションドメイン;および
2.第1のバーコードドメイン
を含む、段階;
b.該mRNAと第2の核酸とを光架橋させ、それによりプローブ-プライマー複合体を形成する段階;
c.プローブ-プライマー複合体から記録核酸を合成する段階;ならびに
d.記録核酸を検出する段階。
[本発明1042]
標的核酸を検出する方法であって、以下の段階を含む、方法:
a.標的核酸と第1の核酸とをハイブリダイズさせ、第2の核酸と第1の核酸とをハイブリダイズさせる段階であって、
i.第1の核酸が、5'から3'の方向に、
1.任意で、固有分子識別子(UMI)配列;
2.標的要素の核酸と実質的に相補的な第1のターゲティングドメイン;および
3.第1のハイブリダイゼーションドメイン
を含み;
ii.第2の核酸が、5'から3'の方向に、
1.第2のハイブリダイゼーションドメインであって、第1のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、第2のハイブリダイゼーションドメイン;および
2.第1のバーコードドメイン
を含み、
第1または第2のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、段階;
b.第1の核酸と第2の核酸とを光架橋させ、それによりプローブ-プライマー複合体を形成する段階;
c.任意で、プローブ-プライマー複合体を標的核酸から変性させる段階;
d.プローブ-プライマー複合体から記録核酸を合成する段階;ならびに
e.記録核酸を検出する段階。
[本発明1043]
前記第2の核酸が、5'末端に固有分子識別子(UMI)配列をさらに含む、本発明1041または1042の方法。
[本発明1044]
前記第2の核酸が、5'末端にプライマー配列をさらに含む、本発明1041~1043のいずれかの方法。
[本発明1045]
前記検出する段階が、記録核酸の配列決定、光学顕微鏡検査、ハイスループットスキャナー、共焦点顕微鏡検査、光シート顕微鏡検査、電子顕微鏡検査、原子間力顕微鏡検査、または肉眼を含む、本発明1041~1044のいずれかの方法。
[本発明1046]
配列決定前に、光架橋を切断する、脱架橋させる、除去するまたは逆転させること、および記録核酸を増幅させることをさらに含む、本発明1045の方法。
[本発明1047]
前記切断する、脱架橋させる、除去するまたは逆転させることが、300~350nm、任意で312nmの波長の光を使用する、本発明1046の方法。
[本発明1048]
標的mRNAを検出する方法であって、以下の段階を含む、方法:
a.標的mRNA(第1の核酸)と第2の核酸とをハイブリダイズさせる段階であって、
i.該mRNAが、ポリA配列を含む第1のハイブリダイゼーションドメインを含み;
ii.第2の核酸が、5'から3'の方向に、
1.第2のハイブリダイゼーションドメインであって、該mRNAの第1のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、光反応性要素を含む、第2のハイブリダイゼーションドメイン;および
2.第1のバーコードドメイン
を含む、段階;
b.該mRNAと第2の核酸とを光架橋させ、それにより第1の複合体を形成する段階;
c.第3の核酸を第1の複合体中の第2の核酸にハイブリダイズさせ、それによりプローブ-プライマー複合体を形成する段階であって、第3の核酸が、第2の核酸の第1のバーコードドメインと実質的に相補的な第2のバーコードドメインを含む、段階;
d.プローブ-プライマー複合体から記録核酸を合成する段階;ならびに
e.記録核酸を検出する段階。
[本発明1049]
標的核酸を検出する方法であって、以下の段階を含む、方法:
a.標的核酸と第1の核酸とをハイブリダイズさせ、第2の核酸を第1の核酸にハイブリダイズさせる段階であって、
i.第1の核酸が、5'から3'の方向に、
1.任意で、固有分子識別子(UMI)配列;
2.第1のターゲティングドメインであって、標的核酸と実質的に相補的である、第1のターゲティングドメイン;および
3.第1のハイブリダイゼーションドメイン
を含み;
ii.第2の核酸が、5'から3'の方向に、
1.第2のハイブリダイゼーションドメインであって、第1の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、第2のハイブリダイゼーションドメイン;
2.第1のバーコードドメイン
を含み、
第1または第2のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、段階;
b.第1の核酸と第2の核酸とを光架橋させ、それにより第1の複合体を形成する段階;
c.任意で、第1の複合体を標的核酸から変性させる段階;
d.第3の核酸を第1の複合体中の第2の核酸にハイブリダイズさせ、それによりプローブ-プライマー複合体を形成する段階であって、第3の核酸が、第2の核酸の第1のバーコードドメインと実質的に相補的な第2のバーコードドメインを含む、段階;
e.プローブ-プライマー複合体から記録核酸を合成する段階;ならびに
f.記録核酸を検出する段階。
[本発明1050]
前記第3の核酸が、5'末端に固有分子識別子(UMI)配列をさらに含む、本発明1048または1049の方法。
[本発明1051]
前記第3の核酸が、5'末端にプライマー配列をさらに含む、本発明1048~1050のいずれかの方法。
[本発明1052]
前記検出する段階が、記録核酸の配列決定、光学顕微鏡検査、ハイスループットスキャナー、共焦点顕微鏡検査、光シート顕微鏡検査、電子顕微鏡検査、原子間力顕微鏡検査、または肉眼を含む、本発明1048~1051のいずれかの方法。
[本発明1053]
配列決定前に、記録核酸を増幅させることをさらに含む、本発明1052の方法。
[本発明1054]
標的核酸を検出する方法であって、以下の段階を含む、方法:
a.標的核酸と第1の核酸とをハイブリダイズさせる段階であって、
i.第1の核酸が、5'から3'の方向に、
1.任意で、固有分子識別子(UMI)配列;
2.第1のターゲティングドメインであって、標的核酸と実質的に相補的である、第1のターゲティングドメイン;および
3.第1のハイブリダイゼーションドメイン
を含む、段階;
b.n個の追加の核酸をハイブリダイズさせ、該追加の核酸と第1の複合体とを光架橋させることによって、コンカテマーを調製する段階であって、nが、1~100の整数であり、各追加の核酸が、5'から3'の方向に、
i.第1のハイブリダイゼーションドメイン;
ii.バーコードドメイン;および
iii.第2のハイブリダイゼーションドメイン
を含み、
n番目の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインが、(n-1)番目の核酸の第2のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、n=1の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインが、第1の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、かつ、各核酸の第1または第2のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、段階;
c.第1のキャップ核酸鎖とコンカテマーとをハイブリダイズさせ、それによりキャップされたコンカテマーを形成する段階であって、第1のキャップ核酸が、
i.第1のキャップハイブリダイゼーションドメインであって、n番目の核酸の第2のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、第1のキャップハイブリダイゼーションドメイン;および
ii.第2のキャップハイブリダイゼーションドメイン
を含む、段階;
d.第2のキャップ核酸鎖をキャップされたコンカテマーにハイブリダイズさせ、それによりコンカテマー-プライマー複合体を形成する段階であって、第2のキャップ核酸鎖が、5'から3'の方向に、
i.プライマー配列ドメイン;
ii.任意で、固有分子識別子(UMI)配列;および
iii.ハイブリダイゼーションドメインであって、第1のキャップ核酸の第2のキャップハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、ハイブリダイゼーションドメイン
を含む、段階;ならびに
e.コンカテマー-プライマー複合体を検出する段階、またはコンカテマー-プライマー複合体から記録核酸を合成して記録核酸を検出する段階。
[本発明1055]
前記検出する段階が、記録核酸の配列決定、光学顕微鏡検査、ハイスループットスキャナー、共焦点顕微鏡検査、光シート顕微鏡検査、電子顕微鏡検査、原子間力顕微鏡検査、または肉眼を含む、本発明1054の方法。
[本発明1056]
配列決定前に、記録核酸を増幅させることをさらに含む、本発明1055の方法。
[本発明1057]
前記光架橋させることが、水溶液中で実施される、本発明1041~1054のいずれかの方法。
[本発明1058]
前記光架橋させることが、350~400nm、任意で365nmの波長の光を使用する、本発明1041~1055のいずれかの方法。
[本発明1059]
1つまたは複数の洗浄工程をさらに含む、本発明1041~1058のいずれかの方法。
[本発明1060]
標的核酸が、標的結合リガンドとコンジュゲートされる、本発明1041~1059のいずれかの方法。
[本発明1061]
標的結合リガンドが、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、単糖、二糖、三糖、オリゴ糖、多糖、リポ多糖、レクチン、ヌクレオシド、ヌクレオチド、核酸、ビタミン、ステロイド、ホルモン、補因子、受容体および受容体リガンドからなる群より選択され、任意で、標的結合リガンドが、抗体またはその抗原結合断片である、本発明1060の方法。
[本発明1062]
標的核酸が、生体物質中に含まれる、本発明1041~1061のいずれかの方法。
[本発明1063]
生体物質が、組織、細胞、オルガノイド、人工組織、および細胞外マトリックスからなる群より選択される、本発明1062の方法。
[本発明1064]
標的核酸が、基材表面上に固定される、本発明1041~1063のいずれかの方法。
[本発明1065]
標的核酸が、基材表面上に所定のパターンで固定される、本発明1041~1064のいずれかの方法。
[本発明1066]
基材が、ガラス、透明ポリマー、ポリスチレン、ヒドロゲル、金属、セラミック、紙、アガロース、ゼラチン、アルギン酸塩、デキストラン、酸化鉄、ステンレス鋼、金、銅、塩化銀、ポリカーボネート、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ストレプトアビジン、樹脂、および生体物質からなる群より選択される、本発明1065の方法。
[本発明1067]
前記第1の核酸が、5'末端にプライマー配列をさらに含む、本発明1041~1066のいずれかの方法。
[本発明1068]
各ドメインが、独立に、1文字コード、2文字コード、3文字コード、または4文字コードを含む、本発明1041~1067のいずれかの方法。
[本発明1069]
各ドメインが、独立に、ゼロまたは少なくとも1つの核酸修飾を含む、本発明1041~1068のいずれかの方法。
[本発明1070]
核酸修飾が、核酸塩基修飾、糖修飾、およびヌクレオチド間連結修飾からなる群より選択される、本発明1069の方法。
[本発明1071]
各ドメインが、独立に、1~1000ヌクレオチド長である、本発明1041~1070のいずれかの方法。
[本発明1072]
核酸のUMIが、同じ核酸のバーコードドメインまたはプローブドメインに組み込まれる、本発明1041~1071のいずれかの方法。
[本発明1073]
核酸の少なくとも1つが、切断可能なスペーサーを含む、本発明1041~1072のいずれかの方法。
[本発明1074]
切断可能なスペーサーが、光切断性スペーサーである、本発明1073の方法。
[本発明1075]
核酸の少なくとも1つが、検出可能な標識を含む、本発明1041~1074のいずれかの方法。
[本発明1076]
検出可能な標識が、蛍光分子、放射性同位体、ヌクレオチドクロモフォア、酵素、酵素基質、化学発光部分および生物発光部分、エコー源性物質、非金属同位体、光学レポーター、常磁性金属イオン、および強磁性金属からなる群より選択され、任意で、検出可能な標識が、フルオロフォアである、本発明1075の方法。
[本発明1077]
前記記録核酸を合成する段階が、鎖置換ポリメラーゼを使用することを含む、本発明1041~1076のいずれかの方法。
[本発明1078]
照射または検出のための関心対象の1つまたは複数の特定の領域を選択する段階をさらに含む、本発明1041~1077のいずれかの方法。
[本発明1079]
1つまたは複数の特定の領域を選択する段階が、手作業によるかまたはコンピュータを利用する、本発明1078の方法。
[本発明1080]
前記選択が、1つまたは複数の表現型マーカーに基づく、本発明1078または1079の方法。
[本発明1081]
1つまたは複数の表現型マーカーが、蛍光、形状、強度、組織染色、抗体染色、または形態学である、本発明1080の方法。
[本発明1082]
空間照射または検出のための関心対象の1つまたは複数の領域を自動的に検出するソフトウェアをさらに含む、本発明1041~1081のいずれかの方法。
[本発明1083]
試料中の複数の標的を線形的に、コンビナトリアルにまたは空間的にバーコーディングするための方法であって、以下の段階を含む、方法:
a.複数の標的の各メンバー中の標的核酸鎖と第1の核酸鎖とをハイブリダイズさせる段階であって、標的核酸鎖が、複数の標的の各メンバー中で異なり、標的核酸鎖が、別の核酸分子内に含まれるか、または、標的核酸鎖が、複数の標的の1つのメンバーとコンジュゲートされるか、または、標的核酸鎖が、細胞によって発現されるか、または、標的核酸鎖が、標的もしくは細胞上に直接的に、もしくは、化学的架橋、遺伝子エンコーディング、ウイルス形質導入、トランスフェクション、コンジュゲーション、細胞融合、細胞内取り込み、ハイブリダイゼーション、DNA結合タンパク質もしくは標的結合物質/リガンドを介して間接的に提示され、かつ、
i.第1の核酸鎖が、5'から3'の方向に、
1.任意で、固有分子識別子(UMI)配列;
2.第1のターゲティングドメインであって、標的核酸と実質的に相補的である、第1のターゲティングドメイン;および
3.第1のハイブリダイゼーションドメイン
を含む、段階;
b.段階的な様式で1つまたは複数の追加の核酸鎖をハイブリダイズさせ、該追加の核酸鎖と第1の複合体とを光架橋させることによってコンカテマーを調製する段階であって、該光架橋させることが、試料の所定の領域を選択し、各追加の核酸鎖をハイブリダイズした後に該所定の領域を光に曝露させ、それにより相補的なハイブリダイゼーションドメインを架橋すること、および、光への曝露後かつ次の追加の核酸鎖のハイブリダイゼーション前にどんな架橋していない追加の核酸鎖も除去することを含み、
各追加の核酸鎖が、5'から3'の方向に、
i.第1のハイブリダイゼーションドメイン;
ii.バーコードドメイン;および
iii.第2のハイブリダイゼーションドメイン
を含み、
n番目の追加の核酸鎖の第1のハイブリダイゼーションドメインが、(n-1)番目の追加の核酸鎖の第2のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、第1の追加の核酸鎖の第1のハイブリダイゼーションドメインが、第1の核酸鎖の第1のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、かつ、各核酸鎖の第1または第2のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、段階;ならびに
c.コンカテマーを検出する段階および/またはコンカテマーから記録核酸を合成して記録核酸を検出する段階。
[本発明1084]
複数の標的の少なくとも1つのメンバーが、別の核酸分子内に含まれる、本発明1083の方法。
[本発明1085]
複数の標的の少なくとも1つのメンバーが、RNA、RNA転写物、ゲノムDNA、核酸増幅産物、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より独立に選択される別の核酸分子内に含まれる、本発明1083または1084の方法。
[本発明1086]
複数の標的の少なくとも1つのメンバーがcDNAである、本発明1083~1085のいずれかの方法。
[本発明1087]
複数の標的の少なくとも1つのメンバーが、標的核酸鎖にコンジュゲートされた非核酸分子である、本発明1083~1086のいずれかの方法。
[本発明1088]
複数の標的の少なくとも1つのメンバーが、標的核酸鎖に連結されたターゲティング結合物質を介して標的核酸鎖にコンジュゲートされた非核酸分子である、本発明1083~1087のいずれかの方法。
[本発明1089]
標的結合物質/リガンドが、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、単糖、二糖、三糖、オリゴ糖、多糖、リポ多糖、レクチン、ヌクレオシド、ヌクレオチド、核酸、ビタミン、ステロイド、ホルモン、補因子、受容体および受容体リガンドからなる群より選択され、任意で、標的結合物質が、抗体またはその抗原結合断片である、本発明1083~1088のいずれかの方法。
[本発明1090]
複数の標的の少なくとも1つのメンバーが核酸であり、複数の標的の少なくとも1つのメンバーが非核酸分子である、本発明1083~1089のいずれかの方法。
[本発明1091]
複数の標的の少なくとも1つのメンバーがタンパク質である、本発明1083~1090のいずれかの方法。
[本発明1092]
試料が、生体物質である、本発明1083~1091のいずれかの方法。
[本発明1093]
試料が、組織、細胞、オルガノイド、人工組織、および細胞外マトリックスからなる群より選択される生体物質である、本発明1083~1092のいずれかの方法。
[本発明1094]
試料が、全組織、組織領域、細胞収集物、単一細胞、細胞内領域、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、本発明1083~1092のいずれかの方法。
[本発明1095]
光反応性要素がCNVKである、本発明1083~1094のいずれかの方法。
[本発明1096]
光反応性要素が、ポリメラーゼの活性を阻害または遮断し、任意で、ポリメラーゼが鎖置換ポリメラーゼである、本発明1083~1095のいずれかの方法。
[本発明1097]
試料の所定の領域のマルチモーダル統合解析のためにコンカテマーおよび/または記録鎖をイメージング法および記録核酸の配列決定によって検出する段階を含む、本発明1083~1096のいずれかの方法。
[本発明1098]
試料の所定の領域のマルチモーダル統合解析のために記録鎖の配列を空間位置に相関させるためにコンカテマーおよび/または記録鎖をイメージング法および記録核酸の配列決定によって検出する段階を含む、本発明1083~1097のいずれかの方法。
[本発明1099]
前記検出する段階が、記録核酸の配列決定、光学顕微鏡検査、ハイスループットスキャナー、共焦点顕微鏡検査、光シート顕微鏡検査、電子顕微鏡検査、原子間力顕微鏡検査、または肉眼を含む、本発明1083~1098のいずれかの方法。
[本発明1100]
配列決定前に、記録核酸を増幅させることをさらに含む、本発明1099の方法。
[本発明1101]
配列決定前に、光架橋を切断する、脱架橋させる、除去するまたは逆転させること、および記録核酸を増幅させることをさらに含む、本発明1100の方法。
[本発明1102]
前記光架橋させることが、350~400nm、任意で365nmの波長の光を使用する、本発明1083~1101のいずれかの方法。
[本発明1103]
各ドメインが、独立に、1文字コード、2文字コード、3文字コード、または4文字コードを含む、本発明1083~1102のいずれかの方法。
[本発明1104]
核酸鎖の少なくとも1つが、検出可能な標識を含む、本発明1083~1103のいずれかの方法。
[本発明1105]
検出可能な標識が、蛍光分子、放射性同位体、ヌクレオチドクロモフォア、酵素、酵素基質、化学発光部分および生物発光部分、エコー源性物質、非金属同位体、光学レポーター、常磁性金属イオン、および強磁性金属からなる群より選択され、任意で、検出可能な標識が、フルオロフォアである、本発明1104の方法。
[本発明1106]
前記記録核酸を合成することが、鎖置換ポリメラーゼを使用することを含む、本発明1083~1105のいずれかの方法。
[本発明1107]
前記所定の領域を選択することが、手作業によるかまたはコンピュータを利用する、本発明1083~1106のいずれかの方法。
[本発明1108]
処置のための候補のライブラリをスクリーニングするための本発明1040~1107のいずれかの方法の使用であって、本発明1040~1107のいずれかの方法によって所定の領域をイメージングおよびバーコーディングすることによって1つまたは複数の表現型マーカーを特定することを含む、前記使用。
[本発明1109]
1つまたは複数の表現型マーカーが、蛍光、形状、強度、組織染色、抗体染色、または形態学である、本発明1108の使用。
[本発明1110]
候補のスクリーニングのための特定、薬物標的の特定、バイオマーカーの特定、プロファイリング、遺伝子型に対する表現型の細胞状態の特性評価、新たな疾患モデルの作製、細胞および疾患モデルの特性評価、分化状態および細胞状態の特性評価、組織マッピング、多次元分析、ハイコンテントスクリーニング、機械学習に基づくクラスタリングまたは分類、細胞療法開発、CAR-T療法開発、抗体スクリーニング、個別化医療、細胞濃縮、ならびにそれらの任意の組み合わせのための、本発明1040~1107のいずれかの方法の使用。
[本発明1111]
候補が、小分子薬、生物製剤、治療用核酸、遺伝子または細胞療法、siRNA、gRNA、ペプチド、タンパク質、抗体、代謝物質、ホルモン、およびDNAコードライブラリからなる群より選択される、本発明1108~1110のいずれかの使用。
[本発明1112]
本発明1083~1111のいずれかの方法を使用して生体分子をインビトロ、インビボ、インサイチューまたはイントトでバーコーディングするための方法において使用するための、本発明1040のキット。
In another aspect, provided herein are devices for use in the methods provided herein. In some aspects, the device includes a light source and a sample holder.
[Invention 1001]
a. in the direction of 5' to 3',
i. optionally, a Unique Molecular Identifier (UMI) sequence;
ii. a first targeting domain; and
iii. First hybridization domain
a first nucleic acid comprising
b. in the direction of 5' to 3',
i. barcode domain; and
ii. A second hybridization domain that is substantially complementary to the first hybridization domain of the first nucleic acid
a second nucleic acid comprising
A barcode composition comprising
Said barcode composition, wherein at least one of the first or second hybridization domains comprises a photoreactive element.
[Invention 1002]
1002. The barcode composition of invention 1001, wherein said second nucleic acid further comprises a unique molecular identifier sequence at the 5' end.
[Invention 1003]
The barcode composition of invention 1001 or 1002, wherein said second nucleic acid further comprises a primer sequence at the 5' end.
[Invention 1004]
a. in the direction of 5' to 3',
i. optionally, a unique molecular identifier sequence;
ii. a first targeting domain; and
iii. First hybridization domain
a first nucleic acid comprising
b. in the direction of 5' to 3',
i. a second hybridization domain, the second hybridization domain being substantially complementary to the first hybridization domain of the first nucleic acid; and
ii. First barcode domain
a second nucleic acid comprising
A barcode composition comprising
Said barcode composition, wherein at least one of the first or second hybridization domains comprises a photoreactive element.
[Invention 1005]
The barcode of any of inventions 1001-1004, further comprising a third nucleic acid comprising a second barcode domain, wherein the second barcode domain is substantially complementary to the first barcode domain. Composition.
[Invention 1006]
1005. The barcode composition of invention 1005, wherein said third nucleic acid further comprises a unique molecular identifier sequence at the 5' end.
[Invention 1007]
The barcode composition of invention 1005 or 1006, wherein said third nucleic acid further comprises a primer sequence at the 5' end.
[Invention 1008]
a. in the direction of 5' to 3',
i. optionally, a unique molecular identifier sequence;
ii. a first targeting domain; and
iii. First hybridization domain
a first nucleic acid comprising
b. in the direction of 5' to 3',
i. a second hybridization domain, the second hybridization domain being substantially complementary to the first hybridization domain of the first nucleic acid; and
ii. a first barcode domain;
iii. Third hybridization domain
a second nucleic acid comprising
A barcode composition comprising
Said barcode composition, wherein at least one of the first or second hybridization domains comprises a photoreactive element and the third hybridization domain optionally comprises a photoreactive element.
[Invention 1009]
further comprising n additional nucleic acids;
n is an integer from 1 to 100;
each additional nucleic acid, in the 5' to 3' direction,
i. a first hybridization domain;
ii. barcode domain; and
iii. Second hybridization domain
including
the first hybridization domain of the nth nucleic acid is substantially complementary to the second hybridization domain of the (n-1)th nucleic acid;
the first hybridization domain of n=1 nucleic acids is substantially complementary to the third hybridization domain, and
1008. The barcode composition of the invention 1008, wherein at least one of the first or second hybridization domains of each nucleic acid comprises a photoreactive element.
[Invention 1010]
in the direction of 5' to 3',
i. a first cap hybridization domain that is substantially complementary to a second hybridization domain of the nth nucleic acid when n is 1 or greater, or n is 0; the cap hybridization domain, which is substantially complementary to the third hybridization domain when
ii. Second cap hybridization domain
a first capped nucleic acid strand comprising
further comprising
The barcode composition of invention 1008 or 1009, wherein the first cap hybridization domain optionally comprises a photoreactive element.
[Invention 1011]
in the direction of 5' to 3',
i. a primer sequence domain;
ii. optionally a unique molecular identifier (UMI) sequence; and
iii. a hybridization domain that is substantially complementary to the second cap hybridization domain of the first cap nucleic acid
a second capped nucleic acid strand comprising
further comprising
The barcode composition of invention 1010, wherein at least one of the second cap hybridization domain of the first cap nucleic acid strand and the hybridization domain of the second nucleic acid strand comprises a photoreactive element.
[Invention 1012]
1012. The barcode composition of any of inventions 1001-1011, wherein said first nucleic acid is RNA or an RNA transcript and optionally the first hybridization domain comprises a poly(A) sequence.
[Invention 1013]
1013. The barcode composition of any of inventions 1001-1012, wherein said first nucleic acid further comprises a primer sequence at the 5' end.
[Invention 1014]
1013. The barcode composition of any of inventions 1001-1013, wherein the first targeting domain of said first nucleic acid is substantially complementary to the target nucleic acid.
[Invention 1015]
Either the target nucleic acid is conjugated to a target binding agent, or the target nucleic acid is conjugated to a target molecule, or the target nucleic acid is contained within a target molecule (such as RNA), or the target Either the nucleic acid is expressed by the target cell, or the target nucleic acid is directly on the target molecule or cell, or by chemical cross-linking, gene encoding, viral transduction, transfection, conjugation, cell fusion, cell A barcode composition of the invention 1014 that is indirectly presented via internalization, hybridization, a DNA binding protein or adapter molecule, such as a target binding ligand.
[Invention 1016]
Amino acids, peptides, proteins, monosaccharides, disaccharides, trisaccharides, oligosaccharides, polysaccharides, lipopolysaccharides, lectins, nucleosides, nucleotides, nucleic acids, vitamins, steroids, hormones, cofactors, receptors and receptors The barcode composition of the invention 1015 selected from the group consisting of ligands, optionally wherein the target binding agent is an antibody or antigen binding fragment thereof.
[Invention 1017]
1016. The barcode composition of any of Inventions 1001-1016, wherein each domain independently comprises a 1-letter code, a 2-letter code, a 3-letter code, or a 4-letter code.
[Invention 1018]
The barcode composition of any of Inventions 1001-1017, wherein each domain independently comprises zero or at least one nucleic acid modification.
[Invention 1019]
The barcode composition of the invention 1018, wherein the nucleic acid modifications are selected from the group consisting of nucleobase modifications, sugar modifications, and internucleotide linkage modifications.
[Invention 1020]
The barcode composition of any of Inventions 1001-1019, wherein each domain is independently 1-1000 nucleotides in length.
[Invention 1021]
1021. The barcode composition of any of the inventions 1001-1020, wherein the UMI of a nucleic acid is incorporated into one of the other domains of the same nucleic acid.
[Invention 1022]
The barcode composition of any of inventions 1001-1021, wherein at least one of the nucleic acids comprises a cleavable spacer.
[Invention 1023]
The barcode composition of invention 1022, wherein the cleavable spacer is a photocleavable spacer.
[Invention 1024]
The barcode composition of any of inventions 1001-1023, further comprising a detectable label.
[Invention 1025]
The barcode composition of the invention 1024, wherein a detectable label is contained within one of said nucleic acids.
[Invention 1026]
Detectable labels include fluorescent molecules, nanoparticles, stable isotopes, radioisotopes, nucleotide chromophores, enzymes, enzyme substrates, chemiluminescent and bioluminescent moieties, echogenic substances, non-metallic isotopes, optical reporters, common The barcode composition of the invention 1024 or 1025 selected from the group consisting of magnetic metal ions and ferromagnetic metals and optionally the detectable label is a fluorophore.
[Invention 1027]
The barcode composition of any of inventions 1001-1026, further comprising a polymerase.
[Invention 1028]
The barcode composition of the invention 1027, wherein the polymerase is a strand displacement polymerase.
[Invention 1029]
The barcode composition of any of inventions 1001-1028, further comprising buffers or salts for nucleic acid synthesis.
[Invention 1030]
The barcode composition of any of inventions 1001-1029, further comprising natural or synthetic nucleotide triphosphates or deoxynucleotide triphosphates.
[Invention 1031]
The barcode composition of any of inventions 1001-1030, further comprising a targeting element.
[Invention 1032]
The barcode composition of the invention 1031, wherein the target elements are immobilized on the substrate surface.
[Invention 1033]
A barcode composition of the invention 1032, wherein the target elements are fixed in a predetermined pattern on the substrate surface.
[Invention 1034]
The barcode composition of any of inventions 1031-1033, wherein the target element is a nucleic acid, lipid, sugar, small molecule, microorganism or fragment thereof, polypeptide, and/or biological material.
[Invention 1035]
The barcode composition of the invention 1034, wherein the biological material is selected from the group consisting of tissue, cells, organoids, engineered tissue; and extracellular matrix.
[Invention 1036]
Substrate is glass, transparent polymer, polystyrene, hydrogel, metal, ceramic, paper, agarose, gelatin, alginate, dextran, iron oxide, stainless steel, gold, copper, silver chloride, polycarbonate, polydimethylsiloxane, polyethylene, acrylonitrile The barcode composition of any of Inventions 1031-1035, selected from the group consisting of butadiene styrene, cycloolefin polymers, cycloolefin copolymers, streptavidin, resins, and biomaterials.
[Invention 1037]
The barcode composition of any of inventions 1001-1036, wherein the photoreactive elements are photoreactive nucleotides, optionally the photoreactive nucleotides are CNVK or CNVD bridging bases.
[Invention 1038]
The barcode composition of any of inventions 1001-1037, further comprising PCR primers.
[Invention 1039]
The barcode composition of any of inventions 1001-1038, further comprising a light source, optionally the light source is a UV light source.
[Invention 1040]
A barcode composition of any of the inventions 1001-1039 in kit form.
[Invention 1041]
A method of detecting a target mRNA, the method comprising the steps of:
a. Hybridizing the target mRNA (first nucleic acid) and the second nucleic acid,
i. said mRNA comprises a first hybridization domain comprising a poly A sequence;
ii. the second nucleic acid, in the 5′ to 3′ direction,
1. a second hybridization domain, the second hybridization domain being substantially complementary to the first hybridization domain and comprising a photoreactive element; and
2. First barcode domain
stages, including
b. photocrosslinking the mRNA and a second nucleic acid, thereby forming a probe-primer complex;
c. synthesizing a recording nucleic acid from the probe-primer complex; and
d. Detecting the recorded nucleic acid.
[Invention 1042]
A method of detecting a target nucleic acid, the method comprising the steps of:
a. hybridizing the target nucleic acid with the first nucleic acid and hybridizing the second nucleic acid with the first nucleic acid, comprising:
i. the first nucleic acid, in the 5′ to 3′ direction,
1. optionally, a Unique Molecular Identifier (UMI) sequence;
2. a first targeting domain substantially complementary to the nucleic acid of the target element; and
3. First hybridization domain
includes;
ii. the second nucleic acid, in the 5′ to 3′ direction,
1. a second hybridization domain, the second hybridization domain being substantially complementary to the first hybridization domain; and
2. First barcode domain
including
at least one of the first or second hybridization domains comprises a photoreactive element;
b. photocrosslinking the first nucleic acid and the second nucleic acid, thereby forming a probe-primer complex;
c. optionally, denaturing the probe-primer complex from the target nucleic acid;
d. synthesizing a recording nucleic acid from the probe-primer complex; and
e. Detecting the recorded nucleic acid.
[Invention 1043]
The method of invention 1041 or 1042, wherein said second nucleic acid further comprises a unique molecular identifier (UMI) sequence at its 5' end.
[Invention 1044]
The method of any of inventions 1041-1043, wherein said second nucleic acid further comprises a primer sequence at the 5' end.
[Invention 1045]
Inventions 1041-1044, wherein said detecting comprises sequencing of recorded nucleic acids, light microscopy, high throughput scanners, confocal microscopy, light sheet microscopy, electron microscopy, atomic force microscopy, or the naked eye. Either method.
[Invention 1046]
The method of the invention 1045, further comprising cutting, uncrosslinking, removing or reversing photocrosslinks and amplifying the recorded nucleic acid prior to sequencing.
[Invention 1047]
1046. The method of the invention 1046, wherein said cleaving, de-crosslinking, removing or reversing uses light of wavelength 300-350 nm, optionally 312 nm.
[Invention 1048]
A method of detecting a target mRNA, the method comprising the steps of:
a. Hybridizing the target mRNA (first nucleic acid) and the second nucleic acid,
i. said mRNA comprises a first hybridization domain comprising a poly A sequence;
ii. the second nucleic acid, in the 5′ to 3′ direction,
1. a second hybridization domain substantially complementary to the first hybridization domain of said mRNA and comprising a photoreactive element; and
2. First barcode domain
stages, including
b. photocrosslinking the mRNA and a second nucleic acid, thereby forming a first complex;
c. hybridizing a third nucleic acid to the second nucleic acid in the first complex, thereby forming a probe-primer complex, wherein the third nucleic acid is the first comprising a second barcode domain substantially complementary to the barcode domain;
d. synthesizing a recording nucleic acid from the probe-primer complex; and
e. Detecting the recorded nucleic acid.
[Invention 1049]
A method of detecting a target nucleic acid, the method comprising the steps of:
a. hybridizing a target nucleic acid with a first nucleic acid and hybridizing a second nucleic acid to the first nucleic acid, comprising:
i. the first nucleic acid, in the 5′ to 3′ direction,
1. optionally, a Unique Molecular Identifier (UMI) sequence;
2. a first targeting domain, the first targeting domain being substantially complementary to the target nucleic acid; and
3. First hybridization domain
includes;
ii. the second nucleic acid, in the 5′ to 3′ direction,
1. a second hybridization domain, the second hybridization domain being substantially complementary to the first hybridization domain of the first nucleic acid;
2. First barcode domain
including
at least one of the first or second hybridization domains comprises a photoreactive element;
b. photocrosslinking the first nucleic acid and the second nucleic acid, thereby forming a first complex;
c. optionally, denaturing the first complex from the target nucleic acid;
d. hybridizing a third nucleic acid to the second nucleic acid in the first complex, thereby forming a probe-primer complex, wherein the third nucleic acid is the first comprising a second barcode domain substantially complementary to the barcode domain;
e. synthesizing a recording nucleic acid from the probe-primer complex; and
f. Detecting the recorded nucleic acid.
[Invention 1050]
The method of invention 1048 or 1049, wherein said third nucleic acid further comprises a unique molecular identifier (UMI) sequence at its 5' end.
[Invention 1051]
The method of any of inventions 1048-1050, wherein said third nucleic acid further comprises a primer sequence at the 5' end.
[Invention 1052]
Invention 1048-1051, wherein said detecting comprises sequencing of recorded nucleic acids, light microscopy, high throughput scanners, confocal microscopy, light sheet microscopy, electron microscopy, atomic force microscopy, or the naked eye. Either method.
[Invention 1053]
The method of invention 1052, further comprising amplifying the recorded nucleic acid prior to sequencing.
[Invention 1054]
A method of detecting a target nucleic acid, the method comprising the steps of:
a. hybridizing the target nucleic acid and the first nucleic acid, comprising:
i. the first nucleic acid, in the 5′ to 3′ direction,
1. optionally, a Unique Molecular Identifier (UMI) sequence;
2. a first targeting domain, the first targeting domain being substantially complementary to the target nucleic acid; and
3. First hybridization domain
stages, including
b. preparing a concatemer by hybridizing n additional nucleic acids and photocrosslinking the additional nucleic acids with the first complex, wherein n is an integer from 1 to 100; the additional nucleic acid, in the 5' to 3' direction,
i. a first hybridization domain;
ii. barcode domain; and
iii. Second hybridization domain
including
The first hybridization domain of the nth nucleic acid is substantially complementary to the second hybridization domain of the (n−1)th nucleic acid, and the first hybridization domain of n=1 nucleic acid is is substantially complementary to the first hybridization domain of the first nucleic acid, and at least one of the first or second hybridization domains of each nucleic acid comprises a photoreactive element;
c. hybridizing the first capped nucleic acid strand and the concatemer, thereby forming a capped concatemer, wherein the first capped nucleic acid comprises
i. a first cap hybridization domain, the first cap hybridization domain being substantially complementary to the second hybridization domain of the nth nucleic acid; and
ii. Second cap hybridization domain
stages, including
d. hybridizing a second capped nucleic acid strand to the capped concatemer, thereby forming a concatemer-primer complex, wherein the second capped nucleic acid strand, in the 5′ to 3′ direction,
i. a primer sequence domain;
ii. optionally a unique molecular identifier (UMI) sequence; and
iii. A hybridization domain that is substantially complementary to the second cap hybridization domain of the first cap nucleic acid
a stage comprising;
e. Detecting a concatemer-primer complex, or synthesizing a recording nucleic acid from the concatemer-primer complex and detecting the recording nucleic acid.
[Invention 1055]
The method of Invention 1054, wherein said detecting step comprises sequencing of recorded nucleic acids, light microscopy, high throughput scanners, confocal microscopy, light sheet microscopy, electron microscopy, atomic force microscopy, or the naked eye. .
[Invention 1056]
The method of the invention 1055, further comprising amplifying the recorded nucleic acid prior to sequencing.
[Invention 1057]
The method of any of inventions 1041-1054, wherein said photocrosslinking is performed in an aqueous solution.
[Invention 1058]
1055. The method of any of inventions 1041-1055, wherein said photocrosslinking uses light of wavelength 350-400 nm, optionally 365 nm.
[Invention 1059]
The method of any of inventions 1041-1058, further comprising one or more washing steps.
[Invention 1060]
The method of any of inventions 1041-1059, wherein the target nucleic acid is conjugated with a target binding ligand.
[Invention 1061]
Target binding ligands are amino acids, peptides, proteins, monosaccharides, disaccharides, trisaccharides, oligosaccharides, polysaccharides, lipopolysaccharides, lectins, nucleosides, nucleotides, nucleic acids, vitamins, steroids, hormones, cofactors, receptors and receptors A method of the invention 1060, wherein the target binding ligand is selected from the group consisting of ligands and optionally the target binding ligand is an antibody or antigen binding fragment thereof.
[Invention 1062]
The method of any of inventions 1041-1061, wherein the target nucleic acid is contained in a biological material.
[Invention 1063]
The method of invention 1062, wherein the biological material is selected from the group consisting of tissue, cells, organoids, artificial tissue, and extracellular matrix.
[Invention 1064]
The method of any of Inventions 1041-1063, wherein the target nucleic acid is immobilized on a substrate surface.
[Invention 1065]
The method of any of Inventions 1041-1064, wherein the target nucleic acid is immobilized on the substrate surface in a predetermined pattern.
[Invention 1066]
Substrate is glass, transparent polymer, polystyrene, hydrogel, metal, ceramic, paper, agarose, gelatin, alginate, dextran, iron oxide, stainless steel, gold, copper, silver chloride, polycarbonate, polydimethylsiloxane, polyethylene, acrylonitrile The method of invention 1065 selected from the group consisting of butadiene styrene, cycloolefin polymers, cycloolefin copolymers, streptavidin, resins, and biomaterials.
[Invention 1067]
The method of any of inventions 1041-1066, wherein said first nucleic acid further comprises a primer sequence at the 5' end.
[Invention 1068]
1067. The method of any of the inventions 1041-1067, wherein each domain independently comprises a 1-letter code, a 2-letter code, a 3-letter code, or a 4-letter code.
[Invention 1069]
The method of any of Inventions 1041-1068, wherein each domain independently comprises zero or at least one nucleic acid modification.
[Invention 1070]
The method of the invention 1069, wherein the nucleic acid modifications are selected from the group consisting of nucleobase modifications, sugar modifications, and internucleotide linkage modifications.
[Invention 1071]
The method of any of Inventions 1041-1070, wherein each domain is independently 1-1000 nucleotides in length.
[Invention 1072]
The method of any of inventions 1041-1071, wherein the UMI of a nucleic acid is incorporated into the barcode domain or probe domain of the same nucleic acid.
[Invention 1073]
The method of any of inventions 1041-1072, wherein at least one of the nucleic acids comprises a cleavable spacer.
[Invention 1074]
The method of Invention 1073, wherein the cleavable spacer is a photocleavable spacer.
[Invention 1075]
The method of any of inventions 1041-1074, wherein at least one of the nucleic acids comprises a detectable label.
[Invention 1076]
Detectable labels include fluorescent molecules, radioisotopes, nucleotide chromophores, enzymes, enzyme substrates, chemiluminescent and bioluminescent moieties, echogenic substances, non-metallic isotopes, optical reporters, paramagnetic metal ions, and ferromagnetic 1075. The method of the invention 1075, wherein the detectable label is selected from the group consisting of metals and optionally the detectable label is a fluorophore.
[Invention 1077]
1076. The method of any of inventions 1041-1076, wherein synthesizing said recording nucleic acid comprises using a strand displacement polymerase.
[Invention 1078]
The method of any of inventions 1041-1077, further comprising selecting one or more specific regions of interest for irradiation or detection.
[Invention 1079]
The method of invention 1078, wherein the step of selecting one or more particular regions is manual or computer assisted.
[Invention 1080]
The method of invention 1078 or 1079, wherein said selection is based on one or more phenotypic markers.
[Invention 1081]
The method of invention 1080, wherein the one or more phenotypic markers is fluorescence, shape, intensity, tissue staining, antibody staining, or morphology.
[Invention 1082]
The method of any of inventions 1041-1081, further comprising software to automatically detect one or more regions of interest for spatial illumination or detection.
[Invention 1083]
A method for linearly, combinatorially or spatially barcoding multiple targets in a sample, the method comprising the steps of:
a. hybridizing a target nucleic acid strand in each member of the plurality of targets with a first nucleic acid strand, wherein the target nucleic acid strand is different in each member of the plurality of targets and the target nucleic acid strand is a different nucleic acid; either contained within a molecule, or the target nucleic acid strand is conjugated to one member of a plurality of targets, or the target nucleic acid strand is expressed by the cell, or the target nucleic acid strand is or directly onto cells, or indirectly via chemical cross-linking, gene encoding, viral transduction, transfection, conjugation, cell fusion, intracellular uptake, hybridization, DNA binding proteins or target binders/ligands is effectively presented, and
i. the first nucleic acid strand, in the 5′ to 3′ direction,
1. optionally, a Unique Molecular Identifier (UMI) sequence;
2. a first targeting domain, the first targeting domain being substantially complementary to the target nucleic acid; and
3. First hybridization domain
stages, including
b. preparing a concatemer by hybridizing one or more additional nucleic acid strands in a stepwise fashion and photocrosslinking the additional nucleic acid strands with the first complex, said photocrosslinking selecting a predetermined region of the sample and exposing the predetermined region to light after hybridizing each additional nucleic acid strand, thereby cross-linking complementary hybridization domains; removing any uncrosslinked additional nucleic acid strand after exposure and prior to hybridization of the next additional nucleic acid strand;
each additional nucleic acid strand, in the 5' to 3' direction,
i. a first hybridization domain;
ii. barcode domain; and
iii. Second hybridization domain
including
the first hybridization domain of the nth additional nucleic acid strand is substantially complementary to the second hybridization domain of the (n−1)th additional nucleic acid strand, and the first additional nucleic acid strand is substantially complementary to the first hybridization domain of the first nucleic acid strand, and at least one of the first or second hybridization domains of each nucleic acid strand has a step comprising a photoreactive element; and
c. detecting the concatemers and/or synthesizing the recording nucleic acids from the concatemers and detecting the recording nucleic acids;
[Invention 1084]
The method of invention 1083, wherein at least one member of the plurality of targets is contained within another nucleic acid molecule.
[Invention 1085]
The present invention 1083 wherein at least one member of the plurality of targets is contained within another nucleic acid molecule independently selected from the group consisting of RNA, RNA transcripts, genomic DNA, nucleic acid amplification products, and any combination thereof. Or 1084 ways.
[Invention 1086]
The method of any of inventions 1083-1085, wherein at least one member of the plurality of targets is a cDNA.
[Invention 1087]
The method of any of inventions 1083-1086, wherein at least one member of the plurality of targets is a non-nucleic acid molecule conjugated to the target nucleic acid strand.
[Invention 1088]
The method of any of inventions 1083-1087, wherein at least one member of the plurality of targets is a non-nucleic acid molecule conjugated to the target nucleic acid strand via a targeting binding agent linked to the target nucleic acid strand.
[Invention 1089]
Amino acids, peptides, proteins, monosaccharides, disaccharides, trisaccharides, oligosaccharides, polysaccharides, lipopolysaccharides, lectins, nucleosides, nucleotides, nucleic acids, vitamins, steroids, hormones, cofactors, receptors and The method of any of Inventions 1083-1088, wherein the target binding agent is selected from the group consisting of receptor ligands and optionally the target binding agent is an antibody or antigen binding fragment thereof.
[Invention 1090]
The method of any of inventions 1083-1089, wherein at least one member of the plurality of targets is a nucleic acid and at least one member of the plurality of targets is a non-nucleic acid molecule.
[Invention 1091]
The method of any of inventions 1083-1090, wherein at least one member of the plurality of targets is a protein.
[Invention 1092]
The method of any of inventions 1083-1091, wherein the sample is biological material.
[Invention 1093]
The method of any of inventions 1083-1092, wherein the sample is a biological material selected from the group consisting of tissue, cells, organoids, artificial tissue, and extracellular matrix.
[Invention 1094]
The method of any of inventions 1083-1092, wherein the sample is selected from the group consisting of whole tissue, tissue area, cell collection, single cell, subcellular area, and any combination thereof.
[Invention 1095]
The method of any of inventions 1083-1094, wherein the photoreactive element is CNVK.
[Invention 1096]
The method of any of Inventions 1083-1095, wherein the photoreactive element inhibits or blocks the activity of a polymerase, optionally the polymerase is a strand displacement polymerase.
[Invention 1097]
1096. The method of any of the inventions 1083-1096, comprising detecting concatemers and/or recording strands by imaging methods and sequencing of the recording nucleic acids for multimodal integrated analysis of predetermined regions of the sample.
[Invention 1098]
detecting concatemers and/or recording strands by imaging methods and sequencing of the recorded nucleic acids to correlate sequences of the recorded strands to spatial locations for multimodal integrated analysis of a given region of the sample. Any method from ~1097.
[Invention 1099]
Invention 1083-1098, wherein said detecting comprises sequencing of recorded nucleic acids, light microscopy, high throughput scanners, confocal microscopy, light sheet microscopy, electron microscopy, atomic force microscopy, or the naked eye. either way.
[Invention 1100]
1099. The method of the invention 1099, further comprising amplifying the recorded nucleic acid prior to sequencing.
[Invention 1101]
The method of the invention 1100, further comprising cutting, uncrosslinking, removing or reversing photocrosslinks and amplifying the recorded nucleic acid prior to sequencing.
[Invention 1102]
The method of any of inventions 1083-1101, wherein said photocrosslinking uses light of wavelength 350-400 nm, optionally 365 nm.
[Invention 1103]
1103. The method of any of inventions 1083-1102, wherein each domain independently comprises a 1-letter code, a 2-letter code, a 3-letter code, or a 4-letter code.
[Invention 1104]
The method of any of inventions 1083-1103, wherein at least one of the nucleic acid strands comprises a detectable label.
[Invention 1105]
Detectable labels include fluorescent molecules, radioisotopes, nucleotide chromophores, enzymes, enzyme substrates, chemiluminescent and bioluminescent moieties, echogenic substances, non-metallic isotopes, optical reporters, paramagnetic metal ions, and ferromagnetic The method of invention 1104, wherein the detectable label is selected from the group consisting of metals and optionally the detectable label is a fluorophore.
[Invention 1106]
The method of any of inventions 1083-1105, wherein synthesizing said recording nucleic acid comprises using a strand displacement polymerase.
[Invention 1107]
1107. The method of any of inventions 1083-1106, wherein selecting said predetermined area is manual or computer assisted.
[Invention 1108]
Use of the method of any of inventions 1040-1107 to screen a library of candidates for treatment by imaging and barcoding a region of interest by any of the methods of invention 1040-1107 Said use comprising identifying one or more phenotypic markers.
[Invention 1109]
Use of the invention 1108, wherein the one or more phenotypic markers are fluorescence, shape, intensity, tissue staining, antibody staining, or morphology.
[Invention 1110]
identification of candidates for screening, identification of drug targets, identification of biomarkers, profiling, characterization of phenotypic vs. genotypic cell state, generation of new disease models, characterization of cell and disease models, differentiation state and Cell state characterization, tissue mapping, multidimensional analysis, high-content screening, machine learning-based clustering or classification, cell therapy development, CAR-T therapy development, antibody screening, personalized medicine, cell enrichment, and any of these Use of the method of any of the inventions 1040-1107 for combination.
[Invention 1111]
Invention 1108- wherein the candidate is selected from the group consisting of small molecule drugs, biologics, therapeutic nucleic acids, gene or cell therapies, siRNAs, gRNAs, peptides, proteins, antibodies, metabolites, hormones, and DNA-encoding libraries Any use of 1110.
[Invention 1112]
A kit of invention 1040 for use in a method for in vitro, in vivo, in situ or intoto barcoding of biomolecules using any of the methods of invention 1083-1111.

いくつかの態様では、該組成物は、第1のキャップ核酸鎖および第2のキャップ核酸鎖をさらに含み、第2のキャップ核酸鎖が、5'から3'の方向に、プライマー配列ドメイン;任意で、固有分子識別子配列;およびハイブリダイゼーションドメインを含み、ハイブリダイゼーションドメインが、第1のキャップ核酸の第2のキャップハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、かつ、第1のキャップ核酸鎖の第2のキャップハイブリダイゼーションドメインおよび第2のキャップ核酸のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む。
In some embodiments, the composition further comprises a first cap nucleic acid strand and a second cap nucleic acid strand, wherein the second cap nucleic acid strand extends, in a 5' to 3' direction, the primer sequence domain; a unique molecular identifier sequence; and a hybridization domain, wherein the hybridization domain is substantially complementary to the second cap hybridization domain of the first cap nucleic acid, and of the first cap nucleic acid strand At least one of the second cap hybridization domain and the second cap nucleic acid hybridization domain comprises a photoreactive element.

さらに別の局面では、本明細書において、標的核酸を検出するための方法が提供される。一般に、該方法は、コンカテマーを調製する段階を含む。例えば、該方法は、(i)標的核酸と第1の核酸とをハイブリダイズさせる段階であって、第1の核酸が、5'から3'の方向に、任意の固有識別子配列、ターゲティングドメインおよびハイブリダイゼーションドメインを含み、第1のターゲティングドメインが、標的核酸と実質的に相補的である、段階;(ii)例えば、段階的な様式で、n個の追加の核酸をハイブリダイズさせ、該追加の核酸と第1の鎖とを光架橋させることによって、コンカテマーを調製する段階であって、nが、1~100の整数であり、各追加の核酸が、5'から3'の方向に、第1のハイブリダイゼーションドメイン、バーコードドメインおよび第2のハイブリダイゼーションドメインを含み、n番目の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインが、(n-1)番目の核酸の第2のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、n=1の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインが、第1の核酸のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、各核酸の第1または第2のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含み、かつ、n=1の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインおよび第1の核酸のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、段階;(iii)第1のキャップ核酸鎖とコンカテマーとをハイブリダイズさせ、それによりキャップされたコンカテマーを形成する段階であって、第1のキャップ核酸が、第1のキャップハイブリダイゼーションドメインおよび第2のキャップハイブリダイゼーションドメインを含み、第1のキャップハイブリダイゼーションドメインが、n番目の核酸の第2のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、段階;(iv)第2のキャップ核酸鎖をキャップされたコンカテマーにハイブリダイズさせ、それによりコンカテマー-プライマー複合体を形成する段階であって、第2のキャップ核酸鎖が、5'から3'の方向に、プライマー配列ドメイン、任意の固有分子識別子配列およびハイブリダイゼーションドメインを含み、第2のキャップ核酸のハイブリダイゼーションドメインが、第1のキャップ核酸の第2のキャップハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、かつ、第2のキャップ核酸のハイブリダイゼーションドメインおよび第1のキャップ核酸の第2のキャップハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、段階;(v)コンカテマー-プライマー複合体を検出する段階、またはコンカテマー-プライマー複合体から記録核酸を合成して記録核酸を検出する段階を含む。
In yet another aspect, provided herein are methods for detecting a target nucleic acid. Generally, the method includes preparing concatemers. For example, the method comprises (i) hybridizing a target nucleic acid and a first nucleic acid, wherein the first nucleic acid comprises, in the 5′ to 3′ direction, any unique identifier sequence, a targeting domain and comprising a hybridization domain, wherein the first targeting domain is substantially complementary to the target nucleic acid; (ii) hybridizing n additional nucleic acids, e.g. wherein n is an integer from 1 to 100 and each additional nucleic acid is comprising a first hybridization domain, a barcode domain and a second hybridization domain, wherein the first hybridization domain of the nth nucleic acid is substantially the second hybridization domain of the (n−1)th nucleic acid substantially complementary, the first hybridization domain of n=1 nucleic acids being substantially complementary to the hybridization domain of the first nucleic acid, the first or second hybridization domain of each nucleic acid comprises a photoreactive element, and at least one of the n=1 nucleic acid first hybridization domain and the first nucleic acid hybridization domain comprises a photoreactive element; iii) hybridizing the first cap nucleic acid strand with the concatemer, thereby forming a capped concatemer, wherein the first cap nucleic acid comprises the first cap hybridization domain and the second cap hybridization domain; (iv) a concatemer capped with a second cap nucleic acid strand comprising a hybridization domain, wherein the first cap hybridization domain is substantially complementary to the second hybridization domain of the nth nucleic acid; to thereby form a concatemer-primer complex, wherein the second cap nucleic acid strand is, in the 5′ to 3′ direction, the primer sequence domain, the optional unique molecular identifier sequence and the hybridization wherein the hybridization domain of the second cap nucleic acid is substantially complementary to the second cap hybridization domain of the first cap nucleic acid, and the hybridization domain of the second cap nucleic acid and the second key of the first capped nucleic acid at least one of the cap hybridization domains comprises a photoreactive element; (v) detecting the concatemer-primer complex, or synthesizing the recording nucleic acid from the concatemer-primer complex and detecting the recording nucleic acid. including.

図1A~1Cは、二重光誘導型バーコーディング(戦略1)を示す。図1Aは、プローブ配列が、関心対象の標的およびその後のバーコード含有プライマーに結合することを示す。適切な波長のUV光で照射したら、プライマーは、プローブ配列に共有結合で連結される(架橋される)ようになり、ポリメラーゼを使用して完全記録鎖をコピーした後、異なる光波長で架橋を逆転させる。配列決定に送る前に、記録アンプリコンをまずPCR増幅させてもよい。図1Bは、プローブ配列が、ゲノム/トランスクリプトーム標的に加えて核酸で標識された任意のエンティティ、例えば、標的タンパク質に結合しているDNAコンジュゲート抗体にインサイチューで結合することができることを示す。図1Cは、バーコーディングに非標的指向化アプローチを使用することもできることを示す。例えば、mRNA転写物のポリAテールは、バーコードプライマーに結合することができ、次にこれを、先に記載したように架橋させることができる。後続の調製工程および配列決定の前に、逆転写を用いてmRNA転写物配列の一部または全部をコピーする。Figures 1A-1C show dual light induced barcoding (strategy 1). FIG. 1A shows that probe sequences bind to targets of interest followed by barcode-containing primers. Upon irradiation with UV light of the appropriate wavelength, the primers become covalently linked (cross-linked) to the probe sequence, and a polymerase is used to copy the complete recording strand followed by cross-linking with a different wavelength of light. reverse. Recorded amplicons may first be PCR amplified before being sent for sequencing. FIG. 1B shows that the probe sequence can bind in situ to any nucleic acid-labeled entity in addition to the genomic/transcriptome target, such as a DNA-conjugated antibody that binds to the target protein. . FIG. 1C shows that a non-targeted approach can also be used for barcoding. For example, the polyA tail of an mRNA transcript can be attached to a barcode primer, which can then be crosslinked as previously described. Reverse transcription is used to copy part or all of the mRNA transcript sequence prior to subsequent preparation steps and sequencing. 図1A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 1A-1. 図1A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 1A-1. 図1A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 1A-1. 図1A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 1A-1. 図2A~2Dは、バーコーディングされたブリッジ配列を用いた光誘導型バーコーディング(戦略2)を示す。図2Aは、プローブ配列が、関心対象の標的およびその後のバーコード含有ブリッジ鎖に結合することを示す。UV光の適切な波長で照射したら、ブリッジは、プローブ配列に共有結合で連結される(架橋される)ようになり、プローブ-ブリッジ複合体は、対応するプライマーがバーコード配列にハイブリダイズする前に変性させることができる。ポリメラーゼを使用して完全記録鎖をコピーし、次にこれを、配列決定前にPCR増幅させることができる。鎖置換ポリメラーゼを使用すれば、プローブが標的に結合したままでも重合反応を起こすことができる((図2B)部分)。図2Cは、バーコーディングに非標的指向化アプローチを使用することもできることを示す。例えば、mRNA転写物のポリAテールを、いくつかのT塩基を含有するバーコードブリッジに結合させてもよい。図2Dは、次にこれらのバーコードブリッジを架橋させて、配列決定のために先に記載したように調製することができる(逆転写などで)ことを示す。次に、配列決定を用いて、転写物+バーコード情報を回収する。Figures 2A-2D show light induced barcoding (strategy 2) using a barcoded bridge arrangement. Figure 2A shows that the probe sequence binds to the target of interest followed by a barcode-containing bridge strand. Upon irradiation with an appropriate wavelength of UV light, the bridge becomes covalently linked (cross-linked) to the probe sequence and the probe-bridge complex is formed before the corresponding primer hybridizes to the barcode sequence. can be denatured into A polymerase is used to copy the complete recording strand, which can then be PCR amplified prior to sequencing. If a strand-displacing polymerase is used, the polymerization reaction can occur even when the probe remains bound to the target (part (Fig. 2B)). FIG. 2C shows that a non-targeted approach can also be used for barcoding. For example, the polyA tail of an mRNA transcript may be attached to a barcode bridge containing several T bases. FIG. 2D shows that these barcode bridges can then be crosslinked and prepared as described above for sequencing (eg, by reverse transcription). Sequencing is then used to recover the transcript plus barcode information. 図2A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 2A-1. 図2A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 2A-1. 図2A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 2A-1. 図2A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 2A-1. 図2A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 2A-1. 図3A~3Cは、コンカテマーアセンブリを用いた光誘導型バーコーディング(戦略3)を示す。図3Aは、プローブ配列が、関心対象の標的およびその後のバーコード鎖に結合することを示す。適切な波長のUV光で照射したら、バーコードは、プローブ配列に共有結合で連結される(架橋される)ようになる。コンカテマーは、繰り返しのバーコードハイブリダイゼーションおよび架橋反応を通じて形成される。図3Bは、鎖置換ポリメラーゼを使用して、クロスジャンクション合成反応を通じて完全記録鎖をコピーし、次にこれを、配列決定前にPCR増幅させることができることを示す。配列は、バーコード配列と標的配列の統合情報を明らかにする。コンカテマーアセンブリは、プライミングおよびクロスジャンクション合成の前に、まず試料/表面から変性させてもよい((図3C)部分)。Figures 3A-3C show light-induced barcoding (strategy 3) using concatemer assembly. Figure 3A shows that the probe sequence binds to the target of interest followed by the barcode strand. Upon irradiation with UV light of the appropriate wavelength, the barcode becomes covalently linked (crosslinked) to the probe sequence. Concatemers are formed through repeated barcode hybridization and cross-linking reactions. FIG. 3B shows that a strand displacement polymerase can be used to copy the complete recording strand through a cross-junction synthesis reaction, which can then be PCR amplified prior to sequencing. The sequence reveals the integrated information of the barcode sequence and the target sequence. Concatemer assemblies may first be denatured from the sample/surface prior to priming and cross-junction synthesis (part (FIG. 3C)). 図3A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 3A-1. 図3A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 3A-1. 図3A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 3A-1. 図4A~4Dは、光誘導型バーコーディングを示す。図4Aは、基本的な配列特異的架橋反応が、一方がCNVK修飾を含有し、互いに結合する、2つの相補的配列またはほぼ相補的配列を必要とすることを示す。UV光への曝露は、鎖の共有結合連結(架橋)を引き起こす。図4Bは、特定の領域または領域のセットへの限局照射によって、架橋を、これらの領域に限局することもできる(先に記載したような戦略1化学を使用)ことを示す。例えば、CNVKを含有するプローブ配列は、結合するが、一部の領域だけ架橋され、その後、架橋していない鎖をすべて洗い流すと、照射された領域にのみ結合したプローブが生じる。図4Cは、異なるバーコード配列(例えば、B1~Bn)を有するバーコードプライマーを使用した繰り返しのハイブリダイゼーション、空間パターニング架橋および洗浄のラウンドを使用して、別個の領域をラベリングすることができることを示す。配列決定(同時に合成されて配列決定の間にプールされるすべての記録物で行うことができる)後、バーコード配列と標的/転写物の統合情報が回収される。また、繰り返しの空間パターニング架橋を、先に記載した第2のバーコーディング化学(戦略2)と同様ではあるが、異なるバーコードプライマーではなくバーコードブリッジ鎖を異なるラウンドで結合させて行うことができる((図4D)部分)。Figures 4A-4D show light induced barcoding. FIG. 4A shows that a basic sequence-specific cross-linking reaction requires two complementary or near-complementary sequences, one containing a CNVK modification, that bind to each other. Exposure to UV light causes covalent linking (crosslinking) of the chains. FIG. 4B shows that cross-linking can also be localized to a specific region or set of regions (using strategy 1 chemistry as described above) by localized irradiation to those regions. For example, a probe sequence containing CNVK binds but is crosslinked only in some regions, and then washing away all uncrosslinked strands results in probes that bind only in the irradiated regions. FIG. 4C shows that repeated hybridizations using barcode primers with different barcode sequences (eg, B1-Bn), spatial patterning cross-linking and washing rounds can be used to label distinct regions. show. After sequencing (which can be done with all recordings synthesized simultaneously and pooled during sequencing), the barcode sequence and target/transcript integration information is recovered. Also, repeated spatial patterning cross-linking can be performed similar to the second barcode chemistry (strategy 2) previously described, but with different rounds of binding barcode bridge strands rather than different barcode primers. (Part (Fig. 4D)). 図4Aの説明を参照のこと。See description of Figure 4A. 図4Aの説明を参照のこと。See description of Figure 4A. 図4Aの説明を参照のこと。See description of Figure 4A. 図5A~5Cは、光誘導型コンビナトリアルバーコーディングを示す。図5Aは、コンビナトリアル光誘導型バーコードアセンブリが、異なるバーコード配列(例えば、配列0および1)を有するバーコード鎖の繰り返しのハイブリダイゼーション、空間パターニング架橋、および洗浄のラウンドを介して達成されることを示す。図5Bは、それぞれ個々の領域が固有のアセンブリ順序(例えば、示している例では1010010または0011101)を受けることができるか、または所望であれば複数の領域が同じアセンブリ配列を受け得ることを示す。図5Cは、アセンブリされたバーコード配列+元のプローブ配列情報の順序が、クロスジャンクション合成反応を通じて記録鎖において合成されることを示す。記録物を配列決定する前に、PCR増幅を実施してもよい。Figures 5A-5C show light-induced combinatorial barcoding. FIG. 5A Combinatorial light-guided barcode assembly is achieved via repeated hybridization of barcode strands with different barcode sequences (e.g., sequences 0 and 1), spatial patterning cross-linking, and washing rounds. indicates that FIG. 5B shows that each individual region can undergo a unique assembly order (e.g., 1010010 or 0011101 in the example shown), or multiple regions can undergo the same assembly sequence if desired. . FIG. 5C shows that the sequence of assembled barcode sequence plus original probe sequence information is synthesized in the recording strand through the cross-junction synthesis reaction. PCR amplification may be performed prior to sequencing the recording. 図5Aの説明を参照のこと。See description of Figure 5A. 図5Aの説明を参照のこと。See description of Figure 5A. 図6A~6Fは、空間パターニング架橋の実験的検証を実証している。図6Aは、CNVK(灰色の塗りつぶし円)修飾されたバーコーディング鎖を空間フォトマスクと併用して、細胞収集物中のRNA標的にバーコードの架橋を指向することを示す。バーコーディング鎖は、バーコード配列(青色および紫色)とCy3bフルオロフォア(緑色の星)の両方を含有する。繰り返しの光誘導型バーコード構築を、連続的な洗浄およびUV架橋イベントを通じて進行させることができる。図6Bには、最終架橋工程が示されており、Cy5標識プライマー鎖(赤紫色の星を有する橙色の鎖)に対するプライマー結合部位(橙色)を担持する鎖を送達および架橋することを示す。この工程については全域架橋を実施した。図6Cは、DAPI(青色のチャネル)で標識されたEY.T4細胞を示す。架橋なし。図6Dは、空間マスクを適用して、細胞のリボソームRNAとCy3b(緑色のチャネル)標識バーコーディング鎖とを架橋したことを示す。緑色のチャネルは、ホルムアミド洗浄後、架橋が交差長方形パターンで成功したことを例証する。図6Eは、2つの長方形間の「交」点でのパネル(d)のより近い視野を示す。図6Fは、パネル(図6B)に示している最終プライマーキャッピングセット後のDAPI(青色)、Cy3b(緑色)およびCy5(赤紫色)チャネルにおけるイメージングを示す。Cy5標識鎖は、全域UV架橋に起因してすべての細胞に架橋すると予想される。バーコーディングされた鎖とプライマー鎖の両方を含有する細胞は、緑色と赤紫色の両チャネルにおいて重なり、チャネルの重ね合わせにおいて白く見えると予想される。注記、赤紫色のチャネルコントラストは、Cy5と比較して3倍高いCy3bフルオロフォアを有すると予想されるバーコーディングされた細胞と一致するようにスケール調整された。Figures 6A-6F demonstrate experimental verification of spatial patterning bridges. FIG. 6A shows the use of CNVK (grey closed circles) modified barcode strands in conjunction with a spatial photomask to direct the cross-linking of barcodes to RNA targets in cell collections. The barcode strand contains both the barcode sequence (blue and purple) and the Cy3b fluorophore (green star). Repeated light-induced barcode construction can proceed through successive washing and UV cross-linking events. FIG. 6B shows the final cross-linking step, demonstrating delivery and cross-linking of strands carrying primer binding sites (orange) to Cy5-labeled primer strands (orange strands with magenta stars). Full area cross-linking was performed for this step. Figure 6C shows EY.T4 cells labeled with DAPI (blue channel). No cross-linking. FIG. 6D shows that a spatial mask was applied to crosslink cellular ribosomal RNA with Cy3b (green channel) labeled barcode strands. The green channel illustrates successful cross-linking in a cross-rectangular pattern after formamide wash. Figure 6E shows a closer view of panel (d) at the "intersection" point between the two rectangles. Figure 6F shows imaging in the DAPI (blue), Cy3b (green) and Cy5 (magenta) channels after the final primer capping set shown in panel (Figure 6B). Cy5-labeled strands are expected to cross-link all cells due to global UV cross-linking. Cells containing both the barcoded and primer strands are expected to overlap in both the green and magenta channels and appear white in the channel overlay. Note, magenta channel contrast was scaled to match bar-coded cells expected to have a 3-fold higher Cy3b fluorophore compared to Cy5. 図6Aの説明を参照のこと。See description of Figure 6A. 図6Aの説明を参照のこと。See description of Figure 6A. 図6Aの説明を参照のこと。See description of Figure 6A. 図6Aの説明を参照のこと。See description of Figure 6A. 図6Aの説明を参照のこと。See description of Figure 6A. 図7A~7Cは、コンカテマーの最大3つのジャンクションの繰り返しアセンブリを示す。図7Aは、Cy3b標識バーコード鎖およびCy5標識プライマーを用いた繰り返しのジャンクションアセンブリの略図を示す。Figures 7A-7C show the repeated assembly of up to three junctions of concatemers. FIG. 7A shows a schematic representation of repetitive junction assembly using Cy3b-labeled barcode strands and Cy5-labeled primers. 図7A~7Cは、コンカテマーの最大3つのジャンクションの繰り返しアセンブリを示す。図7Bは、1ジャンクションおよび3ジャンクションアセンブリのクロスジャンクション合成とそれに続く記録物のPCR増幅の代表的な略図を示す。Figures 7A-7C show the repeated assembly of up to three junctions of concatemers. FIG. 7B shows a representative schematic of cross-junction synthesis of one-junction and three-junction assemblies followed by PCR amplification of recordings. 図7A~7Cは、コンカテマーの最大3つのジャンクションの繰り返しアセンブリを示す。図7Cは、2つの実験についてのPCR産物とプローブなし対照を示しているPAGE変性ゲルを示す。Figures 7A-7C show the repeated assembly of up to three junctions of concatemers. FIG. 7C shows a PAGE denaturing gel showing PCR products and no probe controls for two experiments. 図8A~8Cは、細胞レベル空間ラベリングの実験的検証を示す。図8Aは、異なる表現型マーカーを呈する細胞の混合物を示す。GFPトランスフェクト細胞(緑色の円)が、レポーターフルオロフォア(橙色の星)を担持するCNVK鎖(灰色の塗りつぶし円)との架橋のために選択される。図8Bは、GFPトランスフェクト細胞とトランスフェクトなしの細胞の混合物を示している、明視野および緑色のチャネル画像の重ね合わせを示す。架橋のために選択された関心対象の複数の領域(黄色、青色、緑色、赤色の輪郭)がGFPシグナルを呈する細胞の周囲に描かれる。図8Cは、架橋後の細胞の蛍光画像を示す。核の染色(青色)、GFP(緑色)、および蛍光CNVK鎖(黄色)が重なる。Figures 8A-8C show experimental validation of cellular level spatial labeling. Figure 8A shows a mixture of cells exhibiting different phenotypic markers. GFP-transfected cells (green circles) are selected for cross-linking with CNVK chains (grey filled circles) carrying a reporter fluorophore (orange star). Figure 8B shows an overlay of bright field and green channel images showing a mixture of GFP-transfected and untransfected cells. Multiple regions of interest (outlined in yellow, blue, green, red) selected for cross-linking are drawn around cells exhibiting GFP signal. FIG. 8C shows fluorescence images of cells after cross-linking. Nuclear staining (blue), GFP (green), and fluorescent CNVK chains (yellow) are superimposed. 図8Aの説明を参照のこと。See description of Figure 8A. 図8Aの説明を参照のこと。See description of Figure 8A. 図9A~9Dは、配列決定結果を示す。アンプリコンの両端にUMIを有する戦略2の変法を利用して、固定されたHeLa細胞に対してパターニング照射を使用して、3つの別個の空間的に分離された領域を逐次的にバーコーディングした。図9Aは、6つの別個のプローブ配列(2つがリボソームRNAを標的とし、4つがXist RNAを標的とする)が、FISHを用いてそれらの標的RNA配列に結合したことを実証している。これに続いて、繰り返しのバーコーディング、バーコード含有プライマーの結合、記録物の合成、および増幅を行った。次世代配列決定(HiSeq)のためにCollibri配列決定プレップキットを使用してアンプリコンを調製した。図9B~9Cは、予想されるフォーマットのリードが、整列後に高い割合で回収されたことを示す。図9Bは、それぞれ出現順に、SEQ ID NO:15~16を開示する。図9Dは、プローブ-領域ペアごとに示されている、データの大部分についてのリード分布を示す。Figures 9A-9D show the sequencing results. Utilizing a variation of strategy 2 with UMIs on both ends of the amplicon, patterned irradiation was used on fixed HeLa cells to sequentially bar code three distinct spatially separated regions. bottom. Figure 9A demonstrates that six separate probe sequences, two targeting ribosomal RNA and four targeting Xist RNA, bound to their target RNA sequences using FISH. This was followed by repeated barcoding, binding of barcode-containing primers, recording synthesis, and amplification. Amplicons were prepared using the Collibri sequencing prep kit for next generation sequencing (HiSeq). Figures 9B-9C show that a high percentage of reads of the expected format were recovered after alignment. FIG. 9B discloses SEQ ID NOs: 15-16, respectively, in order of appearance. FIG. 9D shows the read distribution for most of the data , shown per probe-region pair . 図9A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 9A-1. 図9A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 9A-1. 図9A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 9A-1. 図9A-1の説明を参照のこと。See description of Figure 9A-1. 図10は、バーコーディングの標的指向化および非標的指向化アプローチを実証している。どんなタイプの核酸をバーコーディングしてもよい。これらの核酸は、典型的には、インサイチューに局在する生体分子と会合するか、それに結合するか、またはハイブリダイズする。特定の生体分子を、標的指向化アプローチまたは親和性に基づくアプローチ、例えば、DNA/RNA標的についてはFISH、タンパク質標的についてはIF(例えば、核酸コンジュゲート抗体またはナノボディを介して)、または核酸とコンジュゲート可能かそれ以外の方法で会合可能な任意の他の親和性に基づく試薬を通じて標的とすることができる。核酸が非標的指向化方式で局在されるかまたは生成される、非標的指向化アプローチを代わりに利用してもよい。例えば、RNAの逆転写から産生されたcDNAコピー、あるいは前から存在するRNAもしくはDNA、または修飾された骨格配列、またはポリメラーゼ、リガーゼ、制限酵素、ヌクレアーゼ、テロメラーゼ、ターミナルトランスフェラーゼ、リコンビナーゼもしくはトランスポザーゼの作用によってインサイチューで生成された他の反応生成物、例えば、近接ライゲーションアッセイ、プライマー交換反応、オートサイクリック近接記録法もしくはタグメンテーションの生成物をバーコーディングすることができる。FIG. 10 demonstrates targeted and non-targeted approaches to barcoding. Any type of nucleic acid may be barcoded. These nucleic acids typically associate with, bind to, or hybridize to biomolecules that are localized in situ. Specific biomolecules can be targeted or affinity-based approaches, e.g., FISH for DNA/RNA targets, IF for protein targets (e.g., via nucleic acid-conjugated antibodies or Nanobodies), or conjugation with nucleic acids. Targeting can be through any other affinity-based reagent that can be gated or otherwise associated. A non-targeted approach may alternatively be utilized in which nucleic acids are localized or generated in a non-targeted manner . For example, cDNA copies produced from reverse transcription of RNA, or pre-existing RNA or DNA, or modified backbone sequences, or by the action of polymerases, ligases, restriction enzymes, nucleases, telomerase, terminal transferases, recombinases, or transposases. Other reaction products generated in situ can be barcoded, such as products of proximity ligation assays, primer exchange reactions, autocyclic proximity recordings or tagmentation. 図11A~11Bは、細胞または他の関心対象の領域に対するバーコードのアセンブリを示す。(図11A)インサイチューに局在している核酸(例えば、cDNA配列)上へのコンカテマーの繰り返しの形成は、その細胞由来のリードに特異的なバーコード(例えば、m-g-o-m-y-r-c)の形成をもたらす。cDNAの3'バーコーディングの配向が示されているが、5'バーコーディングを実施してもよい(例えば、図18および図19を参照のこと)。(図11B)クロスジャンクション合成およびPCRを使用して、配列決定のための記録物を調製する。Figures 11A-11B show the assembly of barcodes to cells or other regions of interest. (FIG. 11A) Repeated formation of concatemers on nucleic acids (e.g., cDNA sequences) localized in situ results in the formation of barcodes (e.g., m-g-o-m-y-r-c) specific to reads from that cell. Although the orientation of the 3' barcoding of the cDNA is shown, 5' barcoding may be performed (see, eg, Figures 18 and 19). (FIG. 11B) Cross-junction synthesis and PCR are used to prepare recordings for sequencing. 図11Aの説明を参照のこと。See description of FIG. 11A. 図12は、本明細書に提供される方法および組成物の応用を示す。FIG. 12 shows an application of the methods and compositions provided herein. 図12-1の説明を参照のこと。See description for Figure 12-1. 図12-1の説明を参照のこと。See description for Figure 12-1. 図13は、解離的スプリット-プールバーコーディングのワークフローを示す。細胞またはそれ以外の会合生体分子(例えば、ヒドロゲル片)のチューブへの分割、例えば他の箇所に描写している光誘導型コンカテマー形成を用いた、核酸のバーコーディング、およびその後の再プールの繰り返しは、固有のバーコード配列がそれぞれの別個の細胞/成分と会合することを可能にする。スプリット-プール戦略は、過去に、複数の高価な酵素ライゲーション工程を通じた単一細胞バーコーディングに使用されていたが、コンカテマーに基づくバーコーディング戦略を使用すれば、各バーコーディング工程を高価な酵素または他の試薬の必要なしに実施できるのでコストが劇的に削減される。配列は、これらが表面上にあるときと同様に、記録物のクロスジャンクション合成およびPCRを用いて抽出することができる。Figure 13 shows the dissociative split-pool barcoding workflow. Division of cells or otherwise associated biomolecules (e.g., hydrogel pieces) into tubes, barcoding of nucleic acids, e.g., using light-induced concatemer formation as depicted elsewhere, and repeated repeated repooling. allows a unique barcode sequence to be associated with each distinct cell/component. Split-pool strategies have been used in the past for single-cell barcoding through multiple and expensive enzyme ligation steps, but using concatemer-based barcoding strategies, each barcoding step can be performed using expensive enzymes or enzymes. Cost is dramatically reduced as it can be performed without the need for other reagents. Sequences can be extracted using cross-junction synthesis and PCR of recordings as they are on the surface. 図13-1の説明を参照のこと。See description for Figure 13-1. 図14A~14Cは、空間バーコーディングのある態様を示す。(図14A)バーコードは、典型的には、CNVK修飾の使用を通じて架橋され、架橋は、UV光で活性化される。(図14B)UV光照射プロファイルを空間的にアドレスすることによって、バーコードは、ドック配列に、所望の位置でのみ架橋され得、ストリンジェントな洗浄工程(例えば、ホルムアミド含有緩衝液)後、架橋していないすべてのバーコード鎖を洗い流すことができる。(図14C)結合工程、特定の領域の架橋工程、およびストリンジェントな洗浄工程の繰り返しは、その特定の領域に会合したバーコードの繰り返し構築を可能にする。Figures 14A-14C illustrate certain aspects of spatial barcoding. (FIG. 14A) Barcodes are typically crosslinked through the use of CNVK modifications, and the crosslinks are activated with UV light. (FIG. 14B) By spatially addressing the UV light irradiation profile, barcodes can be cross-linked to Dock sequences only at desired positions, and after a stringent washing step (e.g., formamide-containing buffer), cross-linking Not all barcode strands can be washed away. (FIG. 14C) Repeated binding, cross-linking of a particular region, and stringent washing steps allow repeated construction of barcodes associated with that particular region. 図14Aの説明を参照のこと。See description of Figure 14A. 図14Aの説明を参照のこと。See description of Figure 14A. 図15Aは、N個の領域(例えば、N個の別個の細胞)の線形バーコーディングが、N個のバーコードのたった一つが関心対象の各位置または複数の位置に割り当てられるように実施されることを実証している。次に、配列決定結果を一緒に大量に抽出してもよく、リードを、リード中のバーコード配列に基づきそれらの元の対応する位置にマッピングし戻してもよい。図15Bは、コンビナトリアルバーコーディングの方法を実証しており、リードが起因するはずの各領域(例えば、細胞)が固有のバーコードを受け入れるように、連結されたバーコードが繰り返し構築される(例えば、図18を参照のこと)。例えば、M個のバーコードのN回のラウンドについて、M^N個の固有のバーコードが実行可能に割り当てられ得るだろう。FIG. 15A shows linear barcoding of N regions (eg, N separate cells) is performed such that only one of the N barcodes is assigned to each location or locations of interest. I have demonstrated that. The sequencing results may then be bulk extracted together and the reads may be mapped back to their original corresponding positions based on the barcode sequences in the reads. Figure 15B demonstrates a method of combinatorial barcoding in which concatenated barcodes are repeatedly constructed (e.g. , see Figure 18). For example, for N rounds of M barcodes, M^N unique barcodes could be feasibly assigned. 図16は、試料のイメージングデータとRNA配列決定データを組み合わせるためのワークフローのある態様を示す。一般に、追加のイメージング工程および他のアッセイは、バーコーディングの前または後に加えてもよく、任意でAテーリング工程をバーコーディングの前または後に行ってもよい。異なるテーリング(例えば、T-テーリング、C-テーリング、G-テーリング、またはターミナルトランスフェラーゼもしくは他の酵素を用いた任意の他の種類のテーリングを利用してもよい)を代わりに利用してもよい。標的指向化アプローチについて、ワークフローは、プローブがすでに5'および3'テールを含有し得るという点以外は極めて似ており、そのため、RTとAテーリングの両工程を省略することができる。任意のドメイン(例えば、1文字、2文字、3文字または4文字)を3'テール配列に利用してもよい。FIG. 16 shows one embodiment of a workflow for combining sample imaging data and RNA sequencing data. In general, additional imaging steps and other assays may be added before or after barcoding, and optionally an A-tailing step may be performed before or after barcoding. Different tailings (eg, T-tailing, C-tailing, G-tailing, or any other type of tailing with terminal transferase or other enzymes may be utilized) may alternatively be utilized. For the targeting approach, the workflow is very similar except that probes can already contain 5' and 3' tails, so both the RT and A tailing steps can be omitted. Any domain (eg, 1 letter, 2 letters, 3 letters or 4 letters) may be utilized for the 3' tail sequence. 図17は、UV出力および照射条件の実験的検証を示す。HeLa細胞中のrRNA転写物に結合しているFISHプローブをバーコーディングするためのUV出力および照射条件を最適化する一連の実験。チェッカー盤パターンをそれぞれの別個の領域を有するウェル全体にラスタ化し、異なるUV出力および照射時間条件を試験した。FIG. 17 shows experimental verification of UV power and irradiation conditions. A series of experiments to optimize UV power and illumination conditions for barcoding FISH probes bound to rRNA transcripts in HeLa cells. A checkerboard pattern was rastered across the wells with each distinct area to test different UV power and irradiation time conditions. 図18は、クロスジャンクション合成プライマー上にUMIを有する5'光誘導型バーコーディング戦略の鎖ダイアグラムを示す。オーバーハング5'ドメイン(例えば、端部にランダムなN個の塩基を有する)を有するプライマーを、RNA(例えば、mRNA、非コードRNA)に局在させ、cDNA配列を作製する。次に、cDNA配列に、3'末端上で塩基、例えば、ポリAテールを、ターミナルトランスフェラーゼおよびdATPを使用して付加させてもよい。その後、コンビナトリアルバーコードが、直接cDNAの5'オーバーハングまたは他のインサイチューに局在している配列上に、結合、UV架橋および洗浄の工程を通じて、繰り返しアセンブリされる(バーコーディングの前または後にAテーリング工程が含まれてもよい)。任意で、クロスジャンクション合成の前または同時に、RNAからのバーコードのRNaseH置換を実施してもよい。クロスジャンクション合成後、PCR増幅を介して完全記録物が形成される。Figure 18 shows a chain diagram of a 5' light-induced barcoding strategy with a UMI on the cross-junction synthetic primer. A primer with an overhanging 5' domain (eg, with random N bases at the end) is localized to RNA (eg, mRNA, non-coding RNA) to generate a cDNA sequence. The cDNA sequence may then have bases added on the 3' end, such as a polyA tail, using terminal transferase and dATP. Combinatorial barcodes are then assembled directly onto the 5′ overhang of the cDNA or other in situ localized sequences (either before or after barcoding) through steps of binding, UV cross-linking and washing. A tailing step may be included). Optionally, RNaseH replacement of barcodes from RNA may be performed prior to or concurrently with cross-junction synthesis. After cross-junction synthesis, a full transcript is formed via PCR amplification. 図18-1の説明を参照のこと。See description for Figure 18-1. 図19は、バーコードキャッピング鎖上にUMIを有する5'光誘導型バーコーディング戦略の鎖ダイアグラムを示す。オーバーハング5'ドメイン(例えば、端部にランダムなN個の塩基を有する)を有するプライマーを、RNA(例えば、mRNA、非コードRNA)に局在させ、cDNA配列を作製する。次に、cDNA配列に、3'末端上で塩基、例えば、ポリAテールを、ターミナルトランスフェラーゼおよびdATPを使用して付加させてもよい。その後、コンビナトリアルバーコードが、直接cDNAの5'オーバーハングまたは他のインサイチューに局在している配列上に、結合、UV架橋および洗浄の工程を通じて、繰り返しアセンブリされる。任意で、クロスジャンクション合成の前または同時に、RNAからのバーコードのRNaseH置換を実施してもよい。クロスジャンクション合成後、PCR増幅を介して完全記録物が形成される。Figure 19 shows a strand diagram of a 5' light-induced barcode strategy with UMI on the barcode capping strand. A primer with an overhanging 5' domain (eg, with random N bases at the end) is localized to RNA (eg, mRNA, non-coding RNA) to generate a cDNA sequence. The cDNA sequence may then have bases added on the 3' end, such as a polyA tail, using terminal transferase and dATP. The combinatorial barcode is then assembled directly onto the 5' overhang of the cDNA or other in situ localized sequence through steps of binding, UV cross-linking and washing. Optionally, RNaseH replacement of barcodes from RNA may be performed prior to or concurrently with cross-junction synthesis. After cross-junction synthesis, a full transcript is formed via PCR amplification. 図19-1の説明を参照のこと。See description for Figure 19-1. 図20は、cDNAライブラリ作製のためのプライマーセットの実験的検証を示す。(上部)逆転写(RT)に使用するプライマーおよび濃度の表。ウェルラベル(A1~B4)は、下部に示す画像の配向と一致する。ウェルB1~B4は、プライマーの組み合わせならびに逆転写されていない陰性対照を有する。(下部)Cy5標識プライマーを使用した逆転写後のcDNAライブラリの局在の画像。次に、Cy3 CNVKバーコードを付加し、DMDおよび10×対物レンズを使用してチェッカー盤パターンで架橋し、Cy3でイメージングした。FIG. 20 shows experimental validation of primer sets for cDNA library construction. (Top) Table of primers and concentrations used for reverse transcription (RT). Well labels (A1-B4) match the orientation of the image shown at the bottom. Wells B1-B4 have primer combinations as well as negative controls that are not reverse transcribed. (Bottom) Image of cDNA library localization after reverse transcription using Cy5-labeled primers. A Cy3 CNVK barcode was then added, crosslinked in a checkerboard pattern using a DMD and a 10× objective, and imaged with Cy3. 図21は、異なるRTプライマーについての配列決定結果を示す。固定されたHeLa細胞におけるインサイチュー逆転写を、3'末端上のNNNNNNN(7N、実験A1)、NNNNNGGG(5Nおよび3G、実験A2)またはNNNNNCCC(5Nおよび3C、実験A3)と共に5'バーコーディングドメインを含有する異なるプライマーを用いて実施した。図18に描写した戦略に従ったバーコーディング、クロスジャンクション合成およびPCR後、PCRアンプリコンをAmpure XPビーズで精製し、配列決定(250bpペアエンド)に送った。いくつかの予想されるリード結果の例をこれらのプライマーの各々について示し、強調しているcDNA配列(青色)は、予想どおり公知のホモサピエンス配列に位置する。これらのデータは、この一般戦略の成功を立証しており、その各プライマーを使用してトランスクリプトーム記録物を上手く生成することができる。図21は、それぞれ出現順に、SEQ ID NO:17~28を開示する。 Figure 21 shows sequencing results for different RT primers. In situ reverse transcription in fixed HeLa cells was performed on the 5′ barcoding domain with NNNNNNN (7N, experiment A1), NNNNNGGG (5N and 3G, experiment A2) or NNNNNCCC (5N and 3C, experiment A3) on the 3′ end. was performed with different primers containing After barcoding, cross-junction synthesis and PCR according to the strategy depicted in Figure 18, PCR amplicons were purified with Ampure XP beads and sent for sequencing (250bp paired-end). Examples of some expected read results are shown for each of these primers, with the highlighted cDNA sequence (blue) mapping to a known Homo sapiens sequence as expected. These data demonstrate the success of this general strategy, in which each primer can be used successfully to generate a transcriptome recording. Figure 21 discloses SEQ ID NOs: 17-28, respectively, in order of appearance. 図21-1の説明を参照のこと。See description for Figure 21-1. 図22Aは、5'配列(例えば、cDNA、FISHプローブなどの上の5'テール)をバーコーディングするための配列構造を示す。リバース(Rev)プライマーキャッピング鎖、ゼロまたはそれより多いバーコード鎖、およびcDNA、FISH、またはポリAテールを有する他のプローブ配列を用いて形成されたコンカテマーを、フォワード(For)プライマーおよびポリT 3'末端を含有するクロスジャンクション合成プライマーを用いて効果的にコピーして、配列決定することができるPCR増幅可能な記録物を形成することができる。この場合、バーコード配列の2つの異なる配向(W/XドメインおよびY/Zドメイン)が利用されるが、さらに別個のバーコード配列も同様に利用してよい。鎖は、精製されても精製されなくてもよく、3'または5'末端上に追加の塩基(例えば、Tリンカー、フルオロフォア、伸張または分解を防ぐための修飾)を含有してもよい。図22Bは、次のいくつかの図における実証に使用する結合ドメインバーコード配列の、ある態様を示しており、それらのドメインに従って色付けされている。異なる(バーコード)ドメイン配列を有する任意数のバーコード鎖をバーコーディングに利用してもよい。図22Bは、それぞれ出現順に、SEQ ID NO:11~13、11、14、12~14、および13~14を開示する。図22Cは、すべての後続の図に報告される実験のための完全配列情報を示す。PCRプライマー配列は、Smart Seq3プロトコルに基づく。すべての他の配列および特にバーコーディングのための配列は、数十のクロスジャンクション合成反応のモデリングおよび広域試験後、このバーコーディング適用のために具体的かつ実験的に設計されている。また、実施例における表1~3も参照されたい。図22Cは、それぞれ出現順に、SEQ ID NO:1~9、29~31、および10を開示する。 Figure 22A shows the sequence structure for barcoding 5' sequences (eg, 5' tail above cDNA, FISH probes, etc.). Concatemers formed using the reverse (Rev) primer capping strand, zero or more barcode strands, and cDNA, FISH, or other probe sequences with poly A tails were combined with the forward (For) primer and poly T3. Cross-junction synthesis primers containing the 'end can be used to effectively copy to form a PCR amplifiable record that can be sequenced. In this case, two different orientations of the barcode sequences (W/X and Y/Z domains) are utilized, although separate barcode sequences may be utilized as well. The strands may or may not be purified and may contain additional bases (eg, T-linkers, fluorophores, modifications to prevent extension or degradation) on the 3' or 5' ends. FIG. 22B shows certain embodiments of the binding domain barcode sequences used for demonstration in the next few figures , colored according to their domains . Any number of barcode strands with different (barcode) domain sequences may be utilized for barcoding. Figure 22B discloses SEQ ID NOs: 11-13, 11, 14, 12-14, and 13-14, respectively, in order of appearance. Figure 22C shows the complete sequence information for the experiments reported in all subsequent figures. PCR primer sequences are based on the Smart Seq3 protocol. All other sequences, and in particular those for barcoding, have been specifically and experimentally designed for this barcoding application after modeling and extensive testing of dozens of cross-junction synthesis reactions. See also Tables 1-3 in the Examples. FIG. 22C discloses SEQ ID NOs: 1-9, 29-31, and 10, respectively, in order of appearance. 図22Aの説明を参照のこと。See description of FIG. 22A. 図22Aの説明を参照のこと。See description of FIG. 22A. 図23A~23Eは、ストレプトアビジンコート表面(ガラススライド)上の繰り返しのバーコードアセンブリの検証を示す。図23Aは、蛍光標識されたDNAバーコード鎖の繰り返しのバーコードアセンブリとそれに続くクロスジャンクション合成およびPCRの略図を示す。図23Bは、それぞれ1~6つのバーコードを含有する、2~7つのジャンクションを有する連結されたバーコードの略図を示す。図23Cは、別個のウェルにおいて予想されるDNAバーコード長の分布を示す(上部)。8ウェルチャンバー中の左上のウェルは、長さ6のDNAバーコードを含有し、最高の蛍光シグナル量を表示する。その後に、5および4などが続く。Cy3蛍光チャネルにおける8ウェルチャンバーのスキャン(下部)。図23Dは、図22A~22Cにおいて提示した配列に基づく7ジャンクションコンカテマーおよびアンプリコンの完全配列設計を示す。図23Dは、それぞれ出現順に、SEQ ID NO:1、8、7、6、5、4、3、10、9、30、29、および32を開示する。図23Eは、抽出、PCR、およびMinElute PCR精製カラムを用いた精製後、左上のウェル(6ジャンクション)からのアンプリコンを配列決定(250bpペアエンド配列決定)したことを示す。配列決定結果の例を、完全長(6バーコードを含有するリード)と短縮型リード(例えば、2または4バーコードを含有する)の両方について示す。コンカテマー形成工程におけるいくらかの非効率性に起因して、完全長リードに加えて短縮型リードが予想される。図23Eは、それぞれ出現順に、SEQ ID NO:33~39を開示する。 Figures 23A-23E show verification of repeated barcode assembly on streptavidin-coated surfaces (glass slides). FIG. 23A shows a schematic representation of repetitive barcode assembly of fluorescently labeled DNA barcode strands followed by cross-junction synthesis and PCR. FIG. 23B shows a schematic representation of concatenated barcodes with 2-7 junctions, each containing 1-6 barcodes. Figure 23C shows the expected DNA barcode length distribution in separate wells (top). The upper left well in the 8-well chamber contains a DNA barcode of length 6 and displays the highest amount of fluorescent signal. followed by 5 and 4 and so on. Scan of 8-well chamber in Cy3 fluorescence channel (bottom). Figure 23D shows the full sequence design of the 7-junction concatemer and amplicon based on the sequences presented in Figures 22A-22C. Figure 23D discloses SEQ ID NOs: 1, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 10, 9, 30, 29, and 32, respectively, in order of appearance. FIG. 23E shows that amplicons from the top left well (6 junctions) were sequenced (250 bp paired-end sequencing) after extraction, PCR, and purification using a MinElute PCR purification column. Examples of sequencing results are shown for both full-length (reads containing 6 barcodes) and truncated reads (eg, containing 2 or 4 barcodes). Due to some inefficiencies in the concatemer formation process, truncated reads are expected in addition to full-length reads. Figure 23E discloses SEQ ID NOs: 33-39, respectively, in order of appearance. 図23Aの説明を参照のこと。See description of FIG. 23A. 図23Aの説明を参照のこと。See description of FIG. 23A. 図23Aの説明を参照のこと。See description of FIG. 23A. 図23Aの説明を参照のこと。See description of FIG. 23A. 図23Aの説明を参照のこと。See description of FIG. 23A. 図23Aの説明を参照のこと。See description of FIG. 23A. 図24は、図19に描写した戦略に従う、いくつかの異なる固定、透過処理、RTおよびバーコーディング条件についての配列決定結果を示す。(上部)いくつかの固定/透過処理条件の各々について獲得された(実験B1~B8)、2ラウンドのバーコーディング後の予想される配列フォーマットと一致するいくつかの配列を示す。これらの配列は、各々の場合の予想されるバーコード配列、ならびに異なるUMI、および生じる配列長の例を示す。(下部)固定および透過処理を一定に保ちながら、RT工程に対するいくつかの変形をいくつかの対照と共に試験した。実験C1~C4の各々について、ストリンジェントな洗浄の前に架橋されない1つのバーコードを最初に導入し(交換1)、次に、UVで架橋されて配列決定リード中に現れるはずの第2のバーコードを導入した(交換2)。予想どおり、RT中にRNase Aを含有した対照を除くすべての条件で、架橋された正確なバーコードがリードの大部分で現れ(調べた2,000個のリードのうち>1,500個)、間違った(架橋していない交換1バーコード)バーコードが極めて稀に現れた(2,000個のリードにおいて0という少なさ)。逆転写酵素(RT)なしの対照(実験B1)を除いた条件のすべてで(実験B2~B8、C1~C4)、強調しているcDNA配列(青色)は、公知のホモサピエンス配列に位置する。例外:Aテーリングを有するいくつかの条件は、図に表示したようにバーコーディング後に行われ、RNaseH処理を有するすべての条件は、クロスジャンクション合成インキュベーションと組み合わせる。図24は、それぞれ出現順に、SEQ ID NO:40~75を開示する。 FIG. 24 shows sequencing results for several different fixation, permeabilization, RT and barcoding conditions following the strategy depicted in FIG. (Top) Shown are several sequences consistent with the expected sequence format after two rounds of barcoding, acquired for each of several fixation/permeabilization conditions (experiments B1-B8). These sequences show the expected barcode sequences in each case, as well as examples of the different UMIs and resulting sequence lengths. (Bottom) Several variations to the RT step were tested along with several controls, keeping fixation and permeabilization constant. For each of experiments C1-C4, one barcode was first introduced that was not crosslinked prior to stringent washing (exchange 1), then a second barcode that was UV crosslinked and should appear in the sequencing reads. Introduced barcode (exchange 2). As expected, cross-linked correct barcodes appeared in the majority of reads (>1,500 out of 2,000 reads examined) and incorrect ( Uncrosslinked exchange 1 barcode) barcodes appeared very infrequently (as low as 0 in 2,000 reads). In all conditions (experiments B2-B8, C1-C4) except the no reverse transcriptase (RT) control (experiment B1), the highlighted cDNA sequences (blue) map to known Homo sapiens sequences. . Exceptions: some conditions with A-tailing are performed after barcoding as indicated in the figure, all conditions with RNaseH treatment are combined with cross-junction synthesis incubation. Figure 24 discloses SEQ ID NOs: 40-75, respectively, in order of appearance. 図24-1の説明を参照のこと。See description for Figure 24-1. 図24-1の説明を参照のこと。See description for Figure 24-1. 図24-1の説明を参照のこと。See description for Figure 24-1. 図24-1の説明を参照のこと。See description for Figure 24-1. 図25A~25Dは、実験B1~B8およびC1~C4のイメージングおよびゲル結果を実証している。図25Aは、実験B1~B8のイメージング結果を示しており、フルオロフォア(Alexa 488)標識RTプライマーを用いた逆転写(RT)後の別個の蛍光形態学を示す。予想どおり、置換後、局在したプライマーからの蛍光シグナルは有意に下降し、このことは、これらが、組み合わせのRNaseH工程およびクロスジャンクション合成工程の間に上手く置換されたことを示している。図25Bは、RTの間にRNase Aを含有するがRNaseOUTのない対照条件について、シグナルがはるかに高いことを示しており、より低いコントラスト可視化は、強く疑われる核小体シグナルを明らかにした。図25Cには、実験C1、C3およびC4のイメージング結果示される。図25DはPCR増幅後に生成された記録物の長さを示す(Sybr Goldを含む1%アガロースE-ゲル)、すべての条件のゲル結果を示している。逆転写を含有するがRNase Aを含有しない場合について、回収された典型的な長さは、約150bp~1300bpの範囲である。Figures 25A-25D demonstrate the imaging and gel results of experiments B1-B8 and C1-C4. FIG. 25A shows the imaging results of experiments B1-B8, showing distinct fluorescence morphologies after reverse transcription (RT) using fluorophore (Alexa 488) labeled RT primers. As expected, the fluorescent signal from the localized primers dropped significantly after displacement, indicating that they were successfully displaced during the combinatorial RNaseH and cross-junction synthesis steps. Figure 25B shows that the signal was much higher for the control condition containing RNase A but no RNaseOUT during RT, with lower contrast visualization revealing a strongly suspected nucleolar signal. . FIG. 25C shows the imaging results of experiments C1, C3 and C4. FIG. 25D shows the length of recordings generated after PCR amplification (1% agarose E-gel with Sybr Gold) , showing gel results for all conditions . Typical lengths recovered for those containing reverse transcription but no RNase A range from about 150 bp to 1300 bp. 図25Aの説明を参照のこと。See description of Figure 25A. 図25Aの説明を参照のこと。See description of Figure 25A. 図25Aの説明を参照のこと。See description of Figure 25A. 図25Aの説明を参照のこと。See description of Figure 25A. 図26は、トランスクリプトームマッピング結果を示す。トランスクリプトームマッピングは、配列決定結果に対してSTARアライナを用いて実施した。(左)実験B7について予想される配列フォーマットを有すると特定された1,024個の転写物のマッピング結果について、出力ログファイルの例を左に示す。リードの40.5%が独自にマッピングされたが、49%は複数の遺伝子座にマッピングされ、9.5%は短すぎてマッピングできなかった。(右)遺伝子マッピング結果をマッピングされた転写物の頻度によって分類し、一覧の上位を描写する。最も多い独自にマッピングされた遺伝子は、ミトコンドリアrRNAに対応した。FIG. 26 shows transcriptome mapping results. Transcriptome mapping was performed using the STAR aligner on the sequencing results. (Left) An example output log file is shown on the left for the mapping results of 1,024 transcripts identified as having the expected sequence format for experiment B7. 40.5% of the reads mapped uniquely, while 49% mapped to multiple loci and 9.5% were too short to map. (Right) Gene mapping results are sorted by the frequency of mapped transcripts, delineating the top of the list. The most uniquely mapped genes corresponded to mitochondrial rRNA. 図26-1の説明を参照のこと。See description for Figure 26-1. 図27は、表面上での自動バーコード割り当ておよび繰り返しバーコーディングを示す。バーコードの一覧(BC1、BC2、BC3など)を、関心対象の各領域(白色四角、中央パネル)が固有のバーコードに割り当てられた一連のフォトマスク(中央パネル)に変換できるワークフローの例。蛍光DNA鎖を用いた一連の6バーコーディング工程後に撮像し、112個の関心対象の領域のアレイに独自にタグ化およびバーコード化した(右パネル)。Figure 27 shows automatic barcode assignment and repetitive barcodes on a surface. An example workflow that can transform a list of barcodes (BC1, BC2, BC3, etc.) into a series of photomasks (middle panel) where each region of interest (white squares, middle panel) is assigned a unique barcode. Imaged after a series of 6 barcoding steps with fluorescent DNA strands, uniquely tagged and barcoded into an array of 112 regions of interest (right panel). 図28A~28Gは、生体分子試料の自動バーコーディングを示す。図28Aは、細胞収集物をコンピュータアルゴリズムで検出し、バーコード送達に関して選択的に標的とし、その結果、固有のバーコード割り当てを有する各細胞を得ることができるワークフローを示す。図28Bは、RNAを標的とする蛍光DNAプライマーを有する細胞の画像を示す。図28Eは、パネル(図28C、28F)からのマスクを使用して蛍光DNAバーコード(緑色)を用いた6ラウンドのバーコーディング後の細胞の画像を示す。図28Cおよび図28Fは、検出された細胞マスクの重ね合わせ(白色の輪郭)を示す。図28Dおよび図28Gは、それぞれ(図28C)および(図28F)からの四角の輪郭の拡大画像を示す。Figures 28A-28G show automated barcoding of biomolecular samples. FIG. 28A shows a workflow by which cell collections can be detected with a computer algorithm and selectively targeted for barcode delivery, resulting in each cell having a unique barcode assignment. Figure 28B shows an image of cells with fluorescent DNA primers targeting RNA. Figure 28E shows images of cells after 6 rounds of barcoding with fluorescent DNA barcodes (green) using masks from panels (Figures 28C, 28F). Figures 28C and 28F show overlays of detected cell masks (white outlines). Figures 28D and 28G show enlarged images of the square outlines from (Figure 28C) and (Figure 28F), respectively. 図28-1の説明を参照のこと。See description for Figure 28-1.

例示的な修飾核酸塩基としては、イノシン、キサンチン、ヒポキサンチン、ヌバラリン(nubularine)、イソグアシン(isoguanosine)、ツベルシジン(tubercidin)、ならびにアデニン、グアニン、シトシンおよびウラシルの置換または修飾類似体、例えば、2-アミノアデニン、アデニンおよびグアニンの6-メチルおよび他のアルキル誘導体、アデニンおよびグアニンの2-プロピルおよび他のアルキル誘導体、5-ハロウラシルおよびシトシン、5-プロピニルウラシルおよびシトシン、6-アゾウラシル、シトシンおよびチミン、5-ウラシル(シュードウラシル)、4-チオウラシル、5-ハロウラシル、5-(2-アミノプロピル)ウラシル、5-アミノアリルウラシル、8-ハロ、アミノ、チオール、チオアルキル、ヒドロキシルおよび他の8-置換アデニンおよびグアニン、5-トリフルオロメチルおよび他の5-置換ウラシルおよびシトシン、7-メチルグアニン、5-置換ピリミジン、6-アザピリミジンならびにN-2、N-6およびO-6置換プリン(2-アミノプロピルアデニン、5-プロピニルウラシルおよび5-プロピニルシトシンを含む)、ジヒドロウラシル、3-デアザ-5-アザシトシン、2-アミノプリン、5-アルキルウラシル、7-アルキルグアニン、5-アルキルシトシン、7-デアザアデニン、N6,N6-ジメチルアデニン、2,6-ジアミノプリン、5-アミノ-アリル-ウラシル、N3-メチルウラシル、置換1,2,4-トリアゾール、2-ピリジノン、5-ニトロインドール、3-ニトロピロール、5-メトキシウラシル、ウラシル-5-オキシ酢酸、5-メトキシカルボニルメチルウラシル、5-メチル-2-チオウラシル、5-メトキシカルボニルメチル-2-チオウラシル、5-メチルアミノメチル-2-チオウラシル、3-(3-アミノ-3 カルボキシプロピル)ウラシル、3-メチルシトシン、5-メチルシトシン、N4-アセチルシトシン、2-チオシトシン、N6-メチルアデニン、N6-イソペンチルアデニン、2-メチルチオ-N6-イソペンテニルアデニン、N-メチルグアニン、またはO-アルキル化塩基が挙げられるが、それらに限定されない。さらなるプリンおよびピリミジンとしては、米国特許第3,687,808号に開示されているもの、Concise Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, pages 858-859, Kroschwitz, J. I., ed. John Wiley & Sons, 1990に開示されているもの、およびEnglisch et al., Angewandte Chemie, International Edition, 1991, 30, 613によって開示されているものが挙げられる。
Exemplary modified nucleobases include inosine, xanthine, hypoxanthine, nubularine, isoguanosine , tubercidin , and substituted or modified analogs of adenine, guanine, cytosine and uracil. , e.g., 2-aminoadenine, 6-methyl and other alkyl derivatives of adenine and guanine, 2-propyl and other alkyl derivatives of adenine and guanine, 5-halouracil and cytosine, 5-propynyluracil and cytosine, 6-azouracil , cytosine and thymine, 5-uracil (pseudouracil), 4-thiouracil, 5-halouracil, 5-(2-aminopropyl)uracil, 5-aminoallyluracil, 8-halo, amino, thiol, thioalkyl, hydroxyl and others 8-substituted adenines and guanines, 5-trifluoromethyl and other 5-substituted uracils and cytosines, 7-methylguanines, 5-substituted pyrimidines, 6-azapyrimidines and N-2, N-6 and O-6 substitutions of Purines (including 2-aminopropyladenine, 5-propynyluracil and 5-propynylcytosine), dihydrouracil, 3-deaza-5-azacytosine, 2-aminopurines, 5-alkyluracils, 7-alkylguanines, 5-alkyl Cytosine, 7-deazaadenine, N6,N6-dimethyladenine, 2,6-diaminopurine, 5-amino-allyl-uracil, N3-methyluracil, substituted 1,2,4-triazoles, 2-pyridinone, 5-nitroindole , 3-nitropyrrole, 5-methoxyuracil, uracil-5-oxyacetic acid, 5-methoxycarbonylmethyluracil, 5-methyl-2-thiouracil, 5-methoxycarbonylmethyl-2-thiouracil, 5-methylaminomethyl-2 -Thiouracil, 3-(3-amino-3-carboxypropyl)uracil, 3-methylcytosine, 5-methylcytosine, N 4 -acetylcytosine, 2-thiocytosine, N6-methyladenine, N6-isopentyladenine, 2-methylthio Including, but not limited to, -N6-isopentenyl adenine, N-methylguanine, or O-alkylated bases. Further purines and pyrimidines are disclosed in U.S. Pat. No. 3,687,808, Concise Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, pages 858-859, Kroschwitz, JI, ed. John Wiley & Sons, 1990. , and those disclosed by Englisch et al., Angewandte Chemie, International Edition, 1991, 30, 613.

いくつかの態様では、修飾核酸塩基は、イノシン、キサンチン、ヒポキサンチン、ヌバラリン、イソグアシン、ツベルシジン、2-(ハロ)アデニン、2-(アルキル)アデニン、2-(プロピル)アデニン、2-(アミノ)アデニン、2-(アミノアルキル)アデニン、2-(アミノプロピル)アデニン、2-(メチルチオ)-N6-(イソペンテニル)アデニン、6-(アルキル)アデニン、6-(メチル)アデニン、7-(デアザ)アデニン、8-(アルケニル)アデニン、8-(アルキル)アデニン、8-(アルキニル)アデニン、8-(アミノ)アデニン、8-(ハロ)アデニン、8-(ヒドロキシル)アデニン、8-(チオアルキル)アデニン、8-(チオール)アデニン、N6-(イソペンチル)アデニン、N6-(メチル)アデニン、N6,N6-(ジメチル)アデニン、2-(アルキル)グアニン、2-(プロピル)グアニン、6-(アルキル)グアニン、6-(メチル)グアニン、7-(アルキル)グアニン、7-(メチル)グアニン、7-(デアザ)グアニン、8-(アルキル)グアニン、8-(アルケニル)グアニン、8-(アルキニル)グアニン、8-(アミノ)グアニン、8-(ハロ)グアニン、8-(ヒドロキシル)グアニン、8-(チオアルキル)グアニン、8-(チオール)グアニン、N-(メチル)グアニン、2-(チオ)シトシン、3-(デアザ)-5-(アザ)シトシン、3-(アルキル)シトシン、3-(メチル)シトシン、5-(アルキル)シトシン、5-(アルキニル)シトシン、5-(ハロ)シトシン、5-(メチル)シトシン、5-(プロピニル)シトシン、5-(プロピニル)シトシン、5-(トリフルオロメチル)シトシン、6-(アゾ)シトシン、N4-(アセチル)シトシン、3-(3-アミノ-3-カルボキシプロピル)ウラシル、5-エチニル-2'-デオキシウリジン、2-(チオ)ウラシル、5-(メチル)-2-(チオ)ウラシル、5-(メチルアミノメチル)-2-(チオ)ウラシル、4-(チオ)ウラシル、5-(メチル)-4-(チオ)ウラシル、5-(メチルアミノメチル)-4-(チオ)ウラシル、5-(メチル)-2,4-(ジチオ)ウラシル、5-(メチルアミノメチル)-2,4-(ジチオ)ウラシル、5-(2-アミノプロピル)ウラシル、5-(アルキル)ウラシル、5-(アルキニル)ウラシル、5-(アリルアミノ)ウラシル、5-(アミノアリル)ウラシル、5-(アミノアルキル)ウラシル、5-(グアニジニウムアルキル)ウラシル、5-(1,3-ジアゾール-1-アルキル)ウラシル、5-(シアノアルキル)ウラシル、5-(ジアルキルアミノアルキル)ウラシル、5-(ジメチルアミノアルキル)ウラシル、5-(ハロ)ウラシル、5-(メトキシ)ウラシル、ウラシル-5-オキシ酢酸、5-(メトキシカルボニルメチル)-2-(チオ)ウラシル、5-(メトキシカルボニル-メチル)ウラシル、5-(プロピニル)ウラシル、5-(プロピニル)ウラシル、5-(トリフルオロメチル)ウラシル、6-(アゾ)ウラシル、ジヒドロウラシル、N3-(メチル)ウラシル、5-ウラシル(すなわち、シュードウラシル)、2-(チオ)シュードウラシル、4-(チオ)シュードウラシル、2,4-(ジチオ)シュードウラシル、5-(アルキル)シュードウラシル、5-(メチル)シュードウラシル、5-(アルキル)-2-(チオ)シュードウラシル、5-(メチル)-2-(チオ)シュードウラシル、5-(アルキル)-4-(チオ)シュードウラシル、5-(メチル)-4-(チオ)シュードウラシル、5-(アルキル)-2,4-(ジチオ)シュードウラシル、5-(メチル)-2,4-(ジチオ)シュードウラシル、1-置換シュードウラシル、1-置換 2-(チオ)-シュードウラシル、1-置換 4-(チオ)シュードウラシル、1-置換 2,4-(ジチオ)シュードウラシル、1-(アミノカルボニルエチレニル)-シュードウラシル、1-(アミノカルボニルエチレニル)-2-(チオ)-シュードウラシル、1-(アミノカルボニルエチレニル)-4-(チオ)シュードウラシル、1-(アミノカルボニルエチレニル)-2,4-(ジチオ)シュードウラシル、1-(アミノアルキルアミノカルボニルエチレニル)-シュードウラシル、1-(アミノアルキルアミノ-カルボニルエチレニル)-2-(チオ)-シュードウラシル、1-(アミノアルキルアミノカルボニルエチレニル)-4-(チオ)シュードウラシル、1-(アミノアルキルアミノカルボニルエチレニル)-2,4-(ジチオ)シュードウラシル、1,3-(ジアザ)-2-(オキソ)-フェノキサジン-1-イル、1-(アザ)-2-(チオ)-3-(アザ)-フェノキサジン-1-イル、1,3-(ジアザ)-2-(オキソ)-フェノチアジン-1-イル、1-(アザ)-2-(チオ)-3-(アザ)-フェノチアジン-1-イル、7-置換 1,3-(ジアザ)-2-(オキソ)-フェノキサジン-1-イル、7-置換 1-(アザ)-2-(チオ)-3-(アザ)-フェノキサジン-1-イル、7-置換 1,3-(ジアザ)-2-(オキソ)-フェノチアジン-1-イル、7-置換 1-(アザ)-2-(チオ)-3-(アザ)-フェノチアジン-1-イル、7-(アミノアルキルヒドロキシ)-1,3-(ジアザ)-2-(オキソ)-フェノキサジン-1-イル、7-(アミノアルキルヒドロキシ)-1-(アザ)-2-(チオ)-3-(アザ)-フェノキサジン-1-イル、7-(アミノアルキルヒドロキシ)-1,3-(ジアザ)-2-(オキソ)-フェノチアジン-1-イル、7-(アミノアルキルヒドロキシ)-1-(アザ)-2-(チオ)-3-(アザ)-フェノチアジン-1-イル、7-(グアニジニウムアルキルヒドロキシ)-1,3-(ジアザ)-2-(オキソ)-フェノキサジン-1-イル、7-(グアニジニウムアルキルヒドロキシ)-1-(アザ)-2-(チオ)-3-(アザ)-フェノキサジン-1-イル、7-(グアニジニウムアルキル-ヒドロキシ)-1,3-(ジアザ)-2-(オキソ)-フェノチアジン-1-イル、7-(グアニジニウムアルキルヒドロキシ)-1-(アザ)-2-(チオ)-3-(アザ)-フェノチアジン-1-イル、1,3,5-(トリアザ)-2,6-(ジオキサ)-ナフタレン、イノシン、キサンチン、ヒポキサンチン、ヌバラリン、ツベルシジン、イソグアシン、イノシニル、2-アザ-イノシニル、7-デアザ-イノシニル、ニトロイミダゾリル、ニトロピラゾリル、ニトロベンズイミダゾリル、ニトロインダゾリル、アミノインドリル、ピロロピリミジニル、3-(メチル)イソカルボスチリリル、5-(メチル)イソカルボスチリリル、3-(メチル)-7-(プロピニル)イソカルボスチリリル、7-(アザ)インドリル、6-(メチル)-7-(アザ)インドリル、イミジゾピリジニル(imidizopyridinyl)、9-(メチル)-イミジゾピリジニル、ピロロピリジニル、イソカルボスチリリル、7-(プロピニル)イソカルボスチリリル、プロピニル-7-(アザ)インドリル、2,4,5-(トリメチル)フェニル、4-(メチル)インドリル、4,6-(ジメチル)インドリル、フェニル、ナフタレニル、アントラセニル、フェナントラセニル、ピレニル、スチルベニル、テトラセニル、ペンタセニル、ジフルオロトリル、4-(フルオロ)-6-(メチル)ベンゾイミダゾール、4-(メチル)ベンゾイミダゾール、6-(アゾ)チミン、2-ピリジノン、5-ニトロインドール、3-ニトロピロール、6-(アザ)ピリミジン、2-(アミノ)プリン、2,6-(ジアミノ)プリン、5-置換ピリミジン、N2-置換プリン、N6-置換プリン、O6-置換プリン、置換1,2,4-トリアゾール、およびそれらの任意のO-アルキル化またはN-アルキル化誘導体からなる群より選択することができる。
In some embodiments, the modified nucleobases are inosine, xanthine, hypoxanthine, nuvalarine, isoguanosine , tubercidin, 2-(halo)adenine, 2-(alkyl)adenine, 2-(propyl)adenine, 2-( Amino)adenine, 2-(aminoalkyl)adenine, 2-(aminopropyl)adenine, 2-(methylthio) -N6- (isopentenyl)adenine, 6-(alkyl)adenine, 6-(methyl)adenine, 7 -(deaza)adenine, 8-(alkenyl)adenine, 8-(alkyl)adenine, 8-(alkynyl)adenine, 8-(amino)adenine, 8-(halo)adenine, 8-(hydroxyl)adenine, 8- (thioalkyl)adenine, 8-(thiol)adenine, N6- (isopentyl)adenine, N6- (methyl)adenine, N6 , N6- (dimethyl)adenine, 2-(alkyl)guanine, 2-(propyl) )guanine, 6-(alkyl)guanine, 6-(methyl)guanine, 7-(alkyl)guanine, 7-(methyl)guanine, 7-(deaza)guanine, 8-(alkyl)guanine, 8-(alkenyl) Guanine, 8-(alkynyl)guanine, 8-(amino)guanine, 8-(halo)guanine, 8-(hydroxyl)guanine, 8-(thioalkyl)guanine, 8-(thiol)guanine, N-(methyl)guanine , 2-(thio)cytosine, 3-(deaza)-5-(aza)cytosine, 3-(alkyl)cytosine, 3-(methyl)cytosine, 5-(alkyl)cytosine, 5-(alkynyl)cytosine, 5 -(halo)cytosine, 5-(methyl)cytosine, 5-(propynyl)cytosine, 5-(propynyl)cytosine, 5-(trifluoromethyl)cytosine, 6-(azo)cytosine, N4- (acetyl)cytosine , 3-(3-amino-3-carboxypropyl)uracil, 5-ethynyl-2'-deoxyuridine, 2-(thio)uracil, 5-(methyl)-2-(thio)uracil, 5-(methylamino Methyl)-2-(thio)uracil, 4-(thio)uracil, 5-(methyl)-4-(thio)uracil, 5-(methylaminomethyl)-4-(thio)uracil, 5-(methyl)uracil -2,4-(dithio)uracil, 5-(methylaminomethyl)-2,4-(dithio)uracil, 5-(2-aminopropyl)uracil, 5-(alkyl)uracil, 5-(alkynyl)uracil , 5-(allylamino)uracil, 5-(aminoallyl)uracil, 5-(aminoalkyl)uracil, 5-(guanidiniumalkyl)uracil, 5-(1,3-diazole-1-alkyl)uracil, 5- (Cyanoalkyl)uracil, 5-(dialkylaminoalkyl)uracil, 5-(dimethylaminoalkyl)uracil, 5-(halo)uracil, 5-(methoxy)uracil, uracil-5-oxyacetic acid, 5-(methoxycarbonyl) methyl)-2-(thio)uracil, 5-(methoxycarbonyl-methyl)uracil, 5-(propynyl)uracil, 5-(propynyl)uracil, 5-(trifluoromethyl)uracil, 6-(azo)uracil, Dihydrouracil, N 3 -(methyl)uracil, 5-uracil (i.e., pseudouracil), 2-(thio)pseudouracil, 4-(thio)pseudouracil, 2,4-(dithio)pseudouracil, 5-( Alkyl)pseudouracil, 5-(methyl)pseudouracil, 5-(alkyl)-2-(thio)pseudouracil, 5-(methyl)-2-(thio)pseudouracil, 5-(alkyl)-4-( Thio)pseudouracil, 5-(methyl)-4-(thio)pseudouracil, 5-(alkyl)-2,4-(dithio)pseudouracil, 5-(methyl)-2,4-(dithio)pseudouracil , 1-substituted pseudouracils, 1-substituted 2- (thio)-pseudouracils, 1-substituted 4-(thio)pseudouracils, 1-substituted 2,4-(dithio)pseudouracils, 1-(aminocarbonylethylenyl )-Pseudouracil, 1-(aminocarbonylethylenyl) -2- (thio)-pseudouracil, 1-(aminocarbonylethylenyl)-4-(thio)pseudouracil, 1-(aminocarbonylethylenyl)-2 ,4-(dithio)pseudouracil, 1-(aminoalkylaminocarbonylethylenyl)-pseudouracil, 1-(aminoalkylamino-carbonylethylenyl) -2- (thio)-pseudouracil, 1-(aminoalkylamino carbonylethylenyl)-4-(thio)pseudouracil, 1-(aminoalkylaminocarbonylethylenyl)-2,4-(dithio)pseudouracil, 1,3-(diaza)-2-(oxo)-phenoxazine -1-yl, 1-(aza)-2-(thio)-3-(aza)-phenoxazine-1 -yl, 1,3-(diaza)-2-(oxo)-phenothiazin-1-yl, 1-(aza)-2-(thio)-3-(aza)-phenothiazin-1-yl, 7-substituted 1,3-(Diaza)-2-(oxo)-phenoxazin-1-yl, 7-substituted 1-(aza)-2-(thio)-3-(aza)-phenoxazin-1-yl, 7 -substituted 1,3-(diaza)-2-(oxo)-phenothiazin-1-yl, 7-substituted 1-(aza)-2-(thio)-3-(aza)-phenothiazin-1-yl, 7 -(aminoalkylhydroxy)-1,3-(diaza)-2-(oxo)-phenoxazin-1-yl, 7-(aminoalkylhydroxy)-1-(aza)-2-(thio)-3- (Aza)-phenoxazin-1-yl, 7-(aminoalkylhydroxy)-1,3-(diaza)-2-(oxo)-phenothiazin-1-yl, 7-(aminoalkylhydroxy)-1-( Aza)-2-(thio)-3-(aza)-phenothiazin-1-yl, 7-(guanidinium alkylhydroxy)-1,3-(diaza)-2-(oxo)-phenoxazine-1- yl, 7-(guanidiniumalkylhydroxy)-1-(aza)-2-(thio)-3-(aza)-phenoxazin-1-yl, 7-(guanidiniumalkyl-hydroxy)-1, 3-(Diaza)-2-(oxo)-phenothiazin-1-yl, 7-(guanidinium alkylhydroxy)-1-(aza)-2-(thio)-3-(aza)-phenothiazine-1- yl, 1,3,5-(triaza)-2,6-(dioxa)-naphthalene, inosine, xanthine, hypoxanthine, nuvalarine, tubercidin, isoguanosine , inosinyl, 2-aza-inosinyl, 7-deaza-inosinyl , Nitroimidazolyl, Nitropyrazolyl, Nitrobenzimidazolyl, Nitroindazolyl, Aminoindolyl, Pyrrolopyrimidinyl, 3-(methyl)isocarbostyrilyl, 5-(methyl)isocarbostyrilyl, 3-(methyl)-7 -(propynyl)isocarbostyrilyl, 7-(aza)indolyl, 6-(methyl)-7-(aza)indolyl, imidizopyridinyl, 9-(methyl)-imidizopyridinyl, pyrrolopyridinyl, isocarbostyrilyl, 7-(propynyl)isocarbostyrilyl, propynyl-7-(aza)indolyl, 2,4,5- Rimethyl)phenyl, 4-(methyl)indolyl, 4,6-(dimethyl)indolyl, phenyl, naphthalenyl, anthracenyl, phenanthracenyl, pyrenyl, stilbenyl, tetracenyl, pentacenyl, difluorotolyl, 4-(fluoro)-6- (methyl)benzimidazole, 4-(methyl)benzimidazole, 6-(azo)thymine, 2-pyridinone, 5-nitroindole, 3-nitropyrrole, 6-(aza)pyrimidine, 2-(amino)purine, 2 ,6-(diamino)purines, 5-substituted pyrimidines, N2 -substituted purines, N6 -substituted purines, O6 -substituted purines, substituted 1,2,4-triazoles, and any O-alkylation thereof or It can be selected from the group consisting of N-alkylated derivatives.

本明細書に記載される様々な局面のいくつかの態様では、本明細書に記載される核酸鎖は、リンカーまたはスペーサーを用いて、例えば、内部位置で、3'末端および/または5'末端上で修飾することができる。理論に束縛されることを望むものではないが、リンカーまたはスペーサーは、核酸鎖を、固体支持体または標識などの部分と連結するために使用することができる。いくつかの態様では、リンカーまたはスペーサーは、光切断性リンカー、加水分解性リンカー、酸化還元切断性リンカー、リン酸系切断性リンカー、酸切断性リンカー、エステル系切断性リンカー、ペプチド系切断性リンカー、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択することができる。いくつかの態様では、切断性リンカーは、ジスルフィド結合、テトラジン-trans-シクロオクテン基、スルフヒドリル基、ニトロベンジル基、ニトインドリン(nitroindoline)基、ブロモヒドロキシクマリン基、ブロモヒドロキシキノリン基、ヒドロキシフェナシル基、ジメトキシベンゾイン(dimethoxybenzoin)基、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
In some embodiments of the various aspects described herein, the nucleic acid strands described herein use linkers or spacers, e.g., at internal positions at the 3' and/or 5' ends. can be modified above. While not wishing to be bound by theory, linkers or spacers can be used to link nucleic acid strands to moieties such as solid supports or labels. In some aspects, the linker or spacer is a photocleavable linker, hydrolyzable linker, redox cleavable linker, phosphate cleavable linker, acid cleavable linker, ester cleavable linker, peptide cleavable linker , and any combination thereof. In some embodiments, the cleavable linker is a disulfide bond, a tetrazine-trans-cyclooctene group, a sulfhydryl group, a nitrobenzyl group, a nitroindoline group, a bromohydroxycoumarin group, a bromohydroxyquinoline group, a hydroxy It can contain phenacyl groups, dimethoxybenzoin groups, or any combination thereof.

例示的なフルオロフォアとしては、1,5 IAEDANS;1,8-ANS;4-メチルウンベリフェロン;5-カルボキシ-2,7-ジクロロフルオレセイン;5-カルボキシフルオレセイン(5-FAM);5-カルボキシナフトフルオレセイン(pH 10);5-カルボキシテトラメチルローダミン(5-TAMRA);5-FAM(5-カルボキシフルオレセイン);5-ヒドロキシトリプタミン(HAT);5-ROX(カルボキシ-X-ローダミン);5-TAMRA(5-カルボキシテトラメチルローダミン);6-カルボキシローダミン6G;6-CR 6G;6-JOE;7-アミノ-4-メチルクマリン;7-アミノアクチノマイシンD(7-AAD);7-ヒドロキシ-4-メチルクマリン;9-アミノ-6-クロロ-2-メトキシアクリジン;ABQ;アシッドフクシン;ACMA(9-アミノ-6-クロロ-2-メトキシアクリジン);アクリジンオレンジ;アクリジンレッド;アクリジンイエロー;アクリフラビン;アクリフラビンフォイルゲンSITSA;エクオリン(フォトタンパク質);Alexa Fluor 350(商標);Alexa Fluor 430(商標);Alexa Fluor 488(商標);Alexa Fluor 532(商標);Alexa Fluor 546(商標);Alexa Fluor 568(商標);Alexa Fluor 594(商標);Alexa Fluor 633(商標);Alexa Fluor 647(商標);Alexa Fluor 660(商標);Alexa Fluor 680(商標);アリザリンコンプレキソン;アリザリンレッド;アロフィコシアニン(APC);AMC、AMCA-S;AMCA(アミノメチルクマリン);AMCA-X;アミノアクチノマイシンD;アミノクマリン;アニリンブルー;ステアリン酸アントシル(Anthracyl stearate);APC-Cy7;APTS;アストラゾンブリリアントレッド4G;アストラゾンオレンジR;アストラゾンレッド6B;アストラゾンイエロー7 GLL;アタブリン;ATTO-TAG(商標)CBQCA;ATTO-TAG(商標)FQ;オーラミン;オーロホスフィンG;オーロホスフィン;BAO 9(ビスアミノフェニルオキサジアゾール);BCECF(高pH);BCECF(低pH);ベルベリン硫酸塩;ベータラクタマーゼ;BFPブルーシフトGFP(Y66H);BG-647;ビマン;ビスベンズアミド;ブランコフォアFFG;ブランコフォアSV;BOBO(商標)-1;BOBO(商標)-3;ボディピー492/515;ボディピー493/503;ボディピー500/510;ボディピー505/515;ボディピー530/550;ボディピー542/563;ボディピー558/568;ボディピー564/570;ボディピー576/589;ボディピー581/591;ボディピー630/650-X;ボディピー650/665-X;ボディピー665/676;ボディピーFl;ボディピーFL ATP;ボディピーFl-セラミド;ボディピーR6G SE;ボディピーTMR;ボディピーTMR-Xコンジュゲート;ボディピーTMR-X、SE;ボディピーTR;ボディピーTR ATP;ボディピーTR-X SE;BO-PRO(商標)-1;BO-PRO(商標)-3;ブリリアントスルホフラビンFF;カルセイン;カルセインブルー;カルシウムクリムソン(Calcium Crimson)(商標);カルシウムグリーン;カルシウムグリーン-1 Ca2+色素;カルシウムグリーン-2 Ca2+;カルシウムグリーン-5N Ca2+;カルシウムグリーン-C18 Ca2+;カルシウムオレンジ;カルコフルオルホワイト;カルボキシ-X-ローダミン(5-ROX);カスケードブルー(商標);カスケードイエロー;カテコールアミン;CFDA;CFP-シアン蛍光タンパク質;クロロフィル;クロモマイシンA;クロモマイシンA;CMFDA;セレンテラジン;セレンテラジンcp;セレンテラジンf;セレンテラジンfcp;セレンテラジンh;セレンテラジンhcp;セレンテラジンip;セレンテラジンO;クマリンファロイジン;CPMメチルクマリン;CTC;Cy2(商標);Cy3.1 8;Cy3.5(商標);Cy3(商標);Cy5.1 8;Cy5.5(商標);Cy5(商標);Cy7(商標);シアンGFP;環状AMPフルオロセンサー(FiCRhR);d2;ダブシル;ダンシル;ダンシルアミン;ダンシルカダベリン;塩化ダンシル;ダンシルDHPE;フッ化ダンシル;DAPI;ダポキシル;ダポキシル2;ダポキシル3;DCFDA;DCFH(ジクロロジヒドロフルオレセインジアセタート);DDAO;DHR(ジヒドローダミン123);Di-4-ANEPPS;Di-8-ANEPPS(ノンレシオ);DiA(4-Di-16-ASP);DIDS;ジヒドローダミン123(DHR);DiO(DiOC18(3));DiR;DiR(DiIC18(7));ドーパミン;DsRed;DTAF;DY-630-NHS;DY-635-NHS;EBFP;ECFP;EGFP;ELF 97;エオシン;エリスロシン;エリスロシンITC;エチジウムホモダイマー-1(EthD-1);ユークリシン(Euchrysin);塩化ユウロピウム(III);ユウロピウム;EYFP;ファストブルー;FDA;フォイルゲン(パラローズアニリン);FITC;FL-645;フラゾオレンジ;Fluo-3;Fluo-4;フルオレセインジアセタート;フルオロ-エメラルド;フルオロ-ゴールド(ヒドロキシスチルバミジン);Fluor-Ruby;FluorX;FM 1-43(商標);FM 4-46;Fura Red(商標)(高pH);Fura-2、高カルシウム;Fura-2、低カルシウム;ゲナクリルブリリアントレッドB;ゲナクリルブリリアントイエロー10GF;ゲナクリルピンク3G;ゲナクリルイエロー5GF;GFP(S65T);GFPレッドシフト(rsGFP);GFP野生型、非UV励起(wtGFP);GFP野生型、UV励起(wtGFP);GFPuv;グロキサン酸;グラニュラーブルー;ヘマトポルフィリン;ヘキスト33258;ヘキスト33342;ヘキスト34580;HPTS;ヒドロキシクマリン;ヒドロキシスチルバミジン(フルオロゴールド);ヒドロキシトリプタミン;インドジカルボシアニン(DiD);インドトリカルボシアニン(DiR);イントラホワイトCf;JC-1;JO-JO-1;JO-PRO-1;LaserPro;ラウロダン;LDS 751;ロイコフォア(Leucophor)PAF;ロイコフォアSF;ロイコフォアWS;リサミンローダミン;リサミンローダミンB;LOLO-1;LO-PRO-1;ルシファーイエロー;マググリーン;マグダラレッド(フロキシンB);マグネシウムグリーン;マグネシウムオレンジ;マラカイトグリーン;マリナブルー;マキシロンブリリアントフラビン10 GFF;マキシロンブリリアントフラビン8 GFF;メロシアニン;メトキシクマリン;ミトトラッカーグリーンFM;ミトトラッカーオレンジ;ミトトラッカーレッド;ミトラマイシン;モノブロモビマン;モノブロモビマン(mBBr-GSH);モノクロロビマン;MPS(メチルグリーンピロニンスチルベン);NBD;NBDアミン;ナイルレッド;ニトロベンズオキサジアゾール(Nitrobenzoxadiazole);ノルアドレナリン;ヌクレアファストレッド;ヌクレアイエロー;ナイロサンブリリアントラビンE8G;オレゴングリーン(商標);オレゴングリーン488-X;オレゴングリーン(商標)488;オレゴングリーン(商標)500;オレゴングリーン(商標)514;パシフィックブルー;パラローズアニリン(フォイルゲン);PE-Cy5;PE-Cy7;PerCP;PerCP-Cy5.5;PE-テキサスレッド(Red 613);フロキシンB(マグダラレッド);ホルワイト(Phorwite)AR;ホルワイトBKL;ホルワイトRev;ホルワイトRPA;ホスフィン3R;フォトレジスト;フィコエリスリンB[PE];フィコエリスリンR[PE];PKH26;PKH67;PMIA;ポントクロムブルーブラック;POPO-1;POPO-3;PO-PRO-1;PO-PRO-3;プリムリン;プロシオンイエロー;ヨウ化プロピジウム(PI);PyMPO;ピレン;ピロニン;ピロニンB;ピロザールブリリアントフラビン7GF;QSY 7;キナクリンマスタード;レソルフィン;RH 414;Rhod-2;ローダミン;ローダミン110;ローダミン123;ローダミン5 GLD;ローダミン6G;ローダミンB 540;ローダミンB 200;ローダミンBエクストラ;ローダミンBB;ローダミンBG;ローダミングリーン;ローダミンファリシジン;ローダミンファロイジン;ローダミンレッド;ローダミンWT;ローズベンガル;R-フィコエリスリン(PE);レッドシフトGFP(rsGFP、S65T);S65A;S65C;S65L;S65T;サファイアGFP;セロトニン;セブロンブリリアントレッド2B;セブロンブリリアントレッド4G;セブロンブリリアントレッドB;セブロンオレンジ;セブロンイエローL;sgBFP(商標);sgBFP(商標)(スーパーグロウBFP);sgGFP(商標);sgGFP(商標)(スーパーグロウGFP);SITS;SITS(プリムリン);SITS(スチルベンイソチオスルホン酸);SPQ(6-メトキシ-N-(3-スルホプロピル)-キノリニウム);スチルベン;スルホローダミンB can C;スルホローダミンGエクストラ;テトラサイクリン;テトラメチルローダミン;テキサスレッド(商標);テキサスレッド-X(商標)コンジュゲート;チアジカルボシアニン(DiSC3);チアジンレッドR;チアゾールオレンジ;チオフラビン5;チオフラビンS;チオフラビンTCN;チオライト(Thiolyte);チオゾールオレンジ;チノポールCBS(カルコフルオルホワイト);TMR;TO-PRO-1;TO-PRO-3;TO-PRO-5;TOTO-1;TOTO-3;トリコロール(PE-Cy5);TRITC(テトラメチルローダミンイソチオシアネート);トゥルーブルー;TruRed;ウルトラライト(Ultralite);ウラニンB;ユビテックスSFC;wt GFP;WW 781;XL665;X-ローダミン;XRITC;キシレンオレンジ;Y66F;Y66H;Y66W;イエローGFP;YFP;YO-PRO-1;YO-PRO-3;YOYO-1;およびYOYO-3が挙げられるが、それらに限定されない。これらの蛍光化合物の多くの好適な形態が利用可能であり、使用することができる。
1,8-ANS; 4-methylumbelliferone; 5-carboxy-2,7-dichlorofluorescein; 5-carboxyfluorescein (5-FAM); Naphthofluorescein (pH 10); 5-Carboxytetramethylrhodamine (5-TAMRA); 5-FAM (5-Carboxyfluorescein); 5-Hydroxytryptamine (HAT); 5-ROX (Carboxy-X-rhodamine); TAMRA (5-Carboxytetramethylrhodamine); 6-Carboxyrhodamine 6G; 6-CR 6G; 6-JOE; 7-Amino-4-methylcoumarin; 7-Aminoactinomycin D (7-AAD); 4-methylcoumarin; 9-amino-6-chloro-2-methoxyacridine; ABQ; acid fuchsine; ACMA (9-amino-6-chloro-2-methoxyacridine); acridine orange; acridine red; Acriflavin Feulgen SITSA; Aequorin (photoprotein); Alexa Fluor 350™; Alexa Fluor 430™; Alexa Fluor 488™; Alexa Fluor 532™; Alexa Fluor 594™; Alexa Fluor 633™; Alexa Fluor 647™; Alexa Fluor 660™; Alexa Fluor 680™; APC); AMC, AMCA-S; AMCA (aminomethylcoumarin); AMCA-X; aminoactinomycin D; aminocoumarin ; ATTO-TAG™ CBQCA; ATTO-TAG™ FQ; Auramine; Aurophosphine G; Aurophosphine; BAO 9 (bisaminophenyloxadiazole); BCECF (high pH); BCECF (low pH) berberine sulfate; beta-lactamase; BFP blueshift GFP (Y66H); BG-647; Bodypy 515; Bodypy 493/503; Bodypy 500/510; Bodypy 505/515; Bodypy 530/550; Bodypy 542/563; Bodipy 650-X; Bodipy 650/665-X; Bodipy 665/676; Bodipy Fl; Bodipy FL ATP; Bodipy Fl-Ceramide; Bodipy R6G SE; BO-PRO™-1; BO-PRO™-3; Brilliant Sulfoflavin FF; Calcein; Calcein Blue; Calcium Crimson™; calcium green-1 Ca2 + dye; calcium green-2 Ca2 + ; calcium green-5N Ca2 + ; calcium green-C18 Ca2 + ; calcium orange; 5-ROX); Cascade Blue™; Cascade Yellow; Catecholamines; CFDA; CFP-Cyan Fluorescent Protein; Chlorophyll; Coelenterazine hcp; Coelenterazine ip; Coelenterazine O; Coumarin Phalloidin; CPM Methylcoumarin; CTC; Cyclic AMP fluorosensor (FiCRhR); d2; Dabsyl; Dansyl; Dansylamine; Dansylcadaverine; Dansyl chloride; Dansyl DHPE; 2; dapoxyl 3; DCFDA; DCFH (dichlorodihydrofur olecein diacetate); DDAO; DHR ( dihydrorhodamine 123); Di-4-ANEPPS; Di-8-ANEPPS ( non -ratio); DHR); DiO (DiOC18(3)); DiR; DiR (DiIC18(7)); Dopamine; DsRed; DTAF; Erythrosine; Erythrosine ITC; Ethidium Homodimer-1 (EthD-1); Euchrysin; Europium(III) Chloride; Fluor-Emerald; Fluoro-Gold (hydroxystilbamidine); Fluor-Ruby; FluorX; FM 1-43™; FM 4-46; ) (high pH); Fura-2, high calcium; Fura-2, low calcium; Genacryl brilliant red B; Genacryl brilliant yellow 10GF; Genacryl pink 3G; Genacryl yellow 5GF; (rsGFP); GFP wild-type, non-UV-excited (wtGFP); GFP wild-type, UV-excited (wtGFP); GFPuv; Hydroxystilbamidine (Fluorogold); Hydroxytryptamine; Indodicarbocyanine (DiD); Indotricarbocyanine (DiR); Intrawhite Cf; Laurodan; LDS 751; Leucophor PAF; Leucophor SF; Leucophore WS; Lissamine Rhodamine; Lissamine Rhodamine B; Green; Magnesium Orange; Malachite Green; Marina Blue; Maxiron Brilliant Flavin 10 GFF; Maxiron Brilliant Flavin Mitotracker Green FM; Mitotracker Orange; Mithramycin; Monobromobimane; Monobromobimane (mBBr-GSH); NBD; NBD Amine ; Nile Red; Nitrobenzoxadiazole; Noradrenaline; Nuclear Fast Red; Nuclear Yellow; Oregon Green™ 488; Oregon Green™ 500; Oregon Green™ 514; Pacific Blue; Phorwite AR; Phorwite BKL; Phorwite Rev; Phorwite RPA; Phosphine 3R; Photoresist; Phycoerythrin B [PE]; PKH26; PKH67; PMIA; Pontochrome Blue Black; POPO-1; POPO-3; RH 414; Rhod-2; Rhodamine; Rhodamine 110; Rhodamine 123; Rhodamine 5 GLD; Rhodamine 6G; rhodamine BB; rhodamine BG; rhodamine green; rhodamine faricidin; rhodamine phalloidin; S65T; Sapphire GFP; Serotonin; Sevron Brilliant Red 2B; Sevron Brilliant Red 4G; SITS (Primulin); SITS (stilbeneisothiosulfonic acid); SPQ (6-Methoxy-N-(3-sulfopropyl)-quinolinium); Stilbene; Sulforhodamine B can C sulforhodamine G extra; tetracycline; tetramethylrhodamine; Texas Red™; Texas Red-X™ conjugate; Thiolyte; Thiosol Orange; Tinopol CBS (CalcoFluor White); TMR; TO-PRO-1; TO-PRO-3; TO-PRO-5; TRITC (tetramethylrhodamine isothiocyanate); True Blue; TruRed; Ultralite; Uranine B; Uvitex SFC; Y66H; Y66W; Yellow GFP; YFP; YO-PRO-1; YO-PRO-3; Many suitable forms of these fluorescent compounds are available and can be used.

他の例示的な検出可能な標識としては、発光および生物発光マーカー(例えば、ビオチン、ルシフェラーゼ(例えば、細菌、ホタル、コメツキムシのものなど)、ルシフェリンおよびエクオリン)、放射性標識(例えば、3H、125I、35S、14Cまたは32P)、酵素(例えば、ガラクトシダーゼ、グルコリニダーゼ(glucorinidases)、ホスファターゼ(例えば、アルカリホスファターゼ)、ペルオキシダーゼ(例えば、ホースラディッシュペルオキシダーゼ)、およびコリンエステラーゼ)、および比色標識、例えば金コロイドまたは着色ガラスまたはプラスチック(例えば、ポリスチレン、ポリプロピレンおよびラテックス)ビーズが挙げられる。そのような標識の使用を教示している特許としては、米国特許第3,817,837号、第3,850,752号、第3,939,350号、第3,996,345号、第4,277,437号、第4,275,149号、および第4,366,241号が挙げられ、それらの各々は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。
Other exemplary detectable labels include luminescent and bioluminescent markers (e.g., biotin, luciferase (e.g., those of bacteria, fireflies, click beetles, etc.), luciferin and aequorin), radioactive labels (e.g., 3H, 125I, 35S, 14C or 32P), enzymes (e.g. galactosidases, glucorinidases, phosphatases (e.g. alkaline phosphatase), peroxidases (e.g. horseradish peroxidase), and cholinesterase), and colorimetric labels such as colloidal gold or colored glass. or plastic (eg, polystyrene, polypropylene and latex) beads. Patents teaching the use of such labels include U.S. Patent Nos. 3,817,837; 3,850,752; 3,939,350; 3,996,345; each of which is incorporated herein by reference in its entirety.

そのような標識を検出する手段は、当業者に周知である。したがって、例えば、放射性標識は、写真用フィルムまたはシンチレーションカウンターを使用して検出することができ、蛍光マーカーは、放射光を検出するための光検出器を使用して検出することができる。酵素標識は、典型的には、酵素に酵素基質を供給し、酵素基質に対する酵素の作用によって生成された反応生成物を検出することによって検出され、比色標識は、着色標識を可視化することによって検出することができる。
Means of detecting such labels are well known to those of skill in the art. Thus, for example, radiolabels may be detected using photographic film or scintillation counters, fluorescent markers may be detected using a photodetector to detect emitted light. Enzymatic labels are typically detected by providing the enzyme with an enzyme substrate and detecting the reaction product produced by the action of the enzyme on the enzyme substrate; colorimetric labels are detected by visualizing the colored label. can be detected.

いくつかの態様では、2つの異なるドメインは、同一のヌクレオチド配列を含むことができる。いくつかの態様では、核酸鎖は、制限部位を含むことができる。例えば、結合しているバーコード鎖間の結合領域内に制限部位を使用することができ、切断した端にヘアピンをライゲーションして完全記録鎖を形成することができる。あるいは、ジャンクションの間に橋を架ける鎖をアセンブリに結合した後、一緒にライゲーションすることができる。
In some embodiments, two different domains can contain identical nucleotide sequences. In some aspects, a nucleic acid strand can include a restriction site. For example, restriction sites can be used within the joining region between the ligating barcode strands , and hairpins can be ligated to the cleaved ends to form the complete recording strand . Alternatively, the strands bridging the junction can be attached to the assembly and then ligated together.

別の局面では、該方法は、(a)標的核酸と第1の核酸とをハイブリダイズさせる段階であって、(i)第1の核酸が、5'から3'の方向に、(1)任意で、固有分子識別子(UMI)配列;(2)第1のターゲティングドメインであって、標的核酸と実質的に相補的である、第1のターゲティングドメイン;および(3)第1のハイブリダイゼーションドメインを含む、段階;(b)n個の追加の核酸をハイブリダイズさせ、該追加の核酸と第1の複合体とを光架橋させることによって、コンカテマーを調製する段階であって、nが、任意で、1~100の整数であり、各追加の核酸が、5'から3'の方向に、(i)第1のハイブリダイゼーションドメイン;(ii)バーコードドメイン;および(iii)第2のハイブリダイゼーションドメインを含み、n番目の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインが、(n-1)番目の核酸の第2のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、n=1の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインが、第1の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、かつ、各核酸の第1または第2のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、段階;(c)第1のキャップ核酸とコンカテマーとをハイブリダイズさせ、それによりキャップされたコンカテマーを形成する段階であって、第1のキャップ核酸が、(i)第1のキャップハイブリダイゼーションドメインであって、n番目の核酸の第2のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、第1のキャップハイブリダイゼーションドメイン;および(ii)第2のキャップハイブリダイゼーションドメインを含む、段階;(d)第2のキャップ核酸をキャップされたコンカテマーにハイブリダイズさせ、それによりコンカテマー-プライマー複合体を形成する段階であって、第2のキャップ核酸が、5'から3'の方向に、(i)プライマー配列ドメイン;(ii)任意で、固有分子識別子(UMI)配列;および(iii)ハイブリダイゼーションドメインであって、第1のキャップ核酸の第2のキャップハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、ハイブリダイゼーションドメインを含み、第1のキャップ核酸の第2のハイブリダイゼーションドメインおよび第2のキャップ核酸のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、段階;ならびに(e)コンカテマー-プライマー複合体を検出する段階、またはコンカテマー-プライマー複合体から記録核酸を合成して記録核酸を検出する段階を含む。
In another aspect, the method comprises (a) hybridizing a target nucleic acid and a first nucleic acid, wherein (i) the first nucleic acid is oriented 5' to 3' in (1) optionally, a unique molecular identifier (UMI) sequence; (2) a first targeting domain, the first targeting domain being substantially complementary to the target nucleic acid; and (3) a first hybridization domain. (b) preparing concatemers by hybridizing n additional nucleic acids and photocrosslinking the additional nucleic acids with the first complex, wherein n is any is an integer from 1 to 100, and each additional nucleic acid comprises, in the 5' to 3' direction, (i) a first hybridization domain; (ii) a barcode domain; and (iii) a second hybridization domain. wherein the first hybridization domain of the nth nucleic acid is substantially complementary to the second hybridization domain of the (n−1)th nucleic acid, and the first hybridization domain of n=1 nucleic acids; are substantially complementary to the first hybridization domain of the first nucleic acid, and at least one of the first or second hybridization domains of each nucleic acid comprises a photoreactive element (c) hybridizing the first cap nucleic acid and the concatemer, thereby forming a capped concatemer, wherein the first cap nucleic acid undergoes (i) the first cap hybridization a first cap hybridization domain substantially complementary to a second hybridization domain of the nth nucleic acid; and (ii) a second cap hybridization domain; d) hybridizing a second cap nucleic acid to the capped concatemer, thereby forming a concatemer-primer complex, wherein the second cap nucleic acid is oriented 5′ to 3′, (i (ii) optionally a unique molecular identifier (UMI) sequence; and (iii) a hybridization domain substantially complementary to the second cap hybridization domain of the first cap nucleic acid. a hybridization domain, a second hybridization domain of the first cap nucleic acid and a hybridization domain of the second cap nucleic acid and (e) detecting the concatemer-primer complex or synthesizing the recording nucleic acid from the concatemer-primer complex and detecting the recording nucleic acid. .

戦略3:コンカテマーアセンブリを用いた光誘導型バーコーディング:
第3の戦略も同じく、CNVK含有配列を半相補的または完全相補的な配列に架橋させるためにたった一種類の波長の光(約365nm)を使用する。この戦略は、多本鎖複合体(コンカテマー)がアセンブリされるように、同じ領域または配列に対して行われる複数ラウンドの架橋を利用する(図3A~3Cを参照のこと)。次に、クロスジャンクション合成を使用して、コンカテマー上のバーコード配列の鎖を配列決定可能な記録鎖にコピーすることができる。
Strategy 3: Light-Guided Barcoding Using Concatemer Assembly:
A third strategy also uses only one wavelength of light (approximately 365 nm) to cross-link CNVK-containing sequences to semi- or fully complementary sequences. This strategy utilizes multiple rounds of cross-linking directed to the same region or sequence such that multiple-stranded complexes (concatemers) are assembled (see Figures 3A-3C). Cross-junction synthesis can then be used to copy strands of barcode sequences on concatemers into sequenceable recording strands.

図9A~9Dは、配列決定結果を示す。アンプリコンの両端にUMIを有する戦略2の変法を利用して、固定されたHeLa細胞に対してパターニング照射を使用して、3つの別個の空間的に分離された領域を逐次的にバーコーディングした。図9Aは、6つの別個のプローブ配列(2つがリボソームRNAを標的とし、4つがXist RNAを標的とする)が、FISHを用いてそれらの標的RNA配列に結合したことを実証している。これに続いて、繰り返しのバーコーディング、バーコード含有プライマーの結合、記録物の合成、および増幅を行った。次世代配列決定(HiSeq)のためにCollibri配列決定プレップキットを使用してアンプリコンを調製した。図9B~9Cは、予想されるフォーマットのリードが、整列後に高い割合で回収されたことを示す。図9Dは、プローブ-領域ペアごとに示されている、データの大部分についてのリード分布を示す。
Figures 9A-9D show the sequencing results. Utilizing a variation of strategy 2 with UMIs on both ends of the amplicon, patterned irradiation was used on fixed HeLa cells to sequentially bar code three distinct spatially separated regions. bottom. Figure 9A demonstrates that six separate probe sequences, two targeting ribosomal RNA and four targeting Xist RNA, bound to their target RNA sequences using FISH. This was followed by repeated barcoding, binding of barcode-containing primers, recording synthesis, and amplification. Amplicons were prepared using the Collibri sequencing prep kit for next generation sequencing (HiSeq). Figures 9B-9C show that a high percentage of reads of the expected format were recovered after alignment. FIG. 9D shows the read distribution for most of the data , shown per probe-region pair .

(表2)d0およびd1結合ドメインを有する配列の具体的な構造(図22Bも参照のこと)。実験的に検証されたバーコーディング結合ドメインの具体的なセットを記載する(d0=表1に記載した(結合ドメインW)およびd1=表1からの(結合ドメインY))。結合ドメインは、架橋していないバーコード鎖が、ドッキング配列(例えば、cDNA配列または局在化FISHもしくは標的指向性プローブ)の根底にある親和性または結合を破壊することなく洗い流され得るように十分短く設計されなければならない。

Figure 2021119402000001
(Table 2) Specific structures of sequences with d0 and d1 binding domains (see also Figure 22B). A specific set of experimentally validated barcoding binding domains is described (d0 = (binding domain W) listed in Table 1 and d1 = (binding domain Y) from Table 1). The binding domain is sufficient so that uncrosslinked barcode strands can be washed away without destroying the underlying affinity or binding of the docking sequences (e.g., cDNA sequences or localized FISH or targeting probes). It must be designed short.
Figure 2021119402000001

Claims (22)

a.3'から5'の方向に、または5'から3'の方向に、
i.任意で、固有分子識別子(UMI)配列;
ii.第1のターゲティングドメイン;および
iii.第1のハイブリダイゼーションドメイン
を含む、第1の核酸と、
b.5'から3'の方向に、または3'から5'の方向に、
i.第1のバーコードドメイン;および
ii.第2のハイブリダイゼーションドメインであって、第1の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、第2のハイブリダイゼーションドメイン
を含む、第2の核酸と
を含む、バーコード組成物であって、
第1または第2のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、前記バーコード組成物。
a. in the 3' to 5' direction, or in the 5' to 3' direction,
i. optionally, a unique molecular identifier (UMI) sequence;
ii. a first targeting domain; and
iii. a first nucleic acid comprising a first hybridization domain;
b. in the 5' to 3' direction, or in the 3' to 5' direction,
i. a first barcode domain; and
ii. a second hybridization domain, the second hybridization domain being substantially complementary to the first hybridization domain of the first nucleic acid; A code composition,
The barcode composition, wherein at least one of the first or second hybridization domain comprises a photoreactive element.
前記第2の核酸が、3'末端または5'末端の一方に固有分子識別子配列をさらに含む、請求項1記載のバーコード組成物。 2. The barcode composition of claim 1, wherein the second nucleic acid further comprises a unique molecular identifier sequence at one of the 3' end or the 5' end. 第2のバーコードドメインを含む第3の核酸をさらに含み、第2のバーコードドメインが、前記第1のバーコードドメインと実質的に相補的である、請求項1または2記載のバーコード組成物。 The barcode of claim 1 or 2, further comprising a third nucleic acid comprising a second barcode domain, said second barcode domain being substantially complementary to said first barcode domain. Composition. 前記第3の核酸が、3'末端または5'末端に固有分子識別子配列をさらに含む、請求項3記載のバーコード組成物。 4. The barcode composition of claim 3 , wherein the third nucleic acid further comprises a unique molecular identifier sequence at the 3' or 5' end. n個の追加の核酸をさらに含み、
nが、1~100の整数であり、
各追加の核酸が、3'から5'の方向に、または5'から3'の方向に、
i.第1のハイブリダイゼーションドメイン;
ii.バーコードドメイン;および
iii.第2のハイブリダイゼーションドメイン
を含み、
n番目の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインが、(n-1)番目の核酸の第2のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、
n=1の核酸の第1のハイブリダイゼーションドメインが、第3のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、かつ
各核酸の第1または第2のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、請求項1記載のバーコード組成物。
further comprising n additional nucleic acids;
n is an integer from 1 to 100,
each additional nucleic acid in the 3' to 5' direction, or in the 5' to 3' direction,
i. first hybridization domain;
ii. barcode domain; and
iii. a second hybridization domain;
the first hybridization domain of the nth nucleic acid is substantially complementary to the second hybridization domain of the (n-1)th nucleic acid;
the first hybridization domain of n=1 nucleic acids is substantially complementary to a third hybridization domain, and at least one of the first or second hybridization domain of each nucleic acid is 2. The barcode composition of claim 1 , comprising a photoreactive element.
3'から5'の方向に、または5'から3'の方向に、
i.第1のキャップハイブリダイゼーションドメインであって、nが1以上であるときn番目の核酸の第2のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、第1のキャップハイブリダイゼーションドメイン、またはnが0であるとき第3のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、該キャップハイブリダイゼーションドメイン;および
ii.第2のキャップハイブリダイゼーションドメイン
を含む、第1のキャップ核酸鎖
をさらに含み、
第1のキャップハイブリダイゼーションドメインが、任意で、光反応性要素を含む、請求項5記載のバーコード組成物。
in the 3' to 5' direction, or in the 5' to 3' direction,
i. a first cap hybridization domain, the first cap hybridization domain being substantially complementary to a second hybridization domain of the nth nucleic acid when n is 1 or more; or 0, the cap hybridization domain is substantially complementary to a third hybridization domain; and
ii. further comprising a first cap nucleic acid strand comprising a second cap hybridization domain;
6. The barcode composition of claim 5 , wherein the first cap hybridization domain optionally includes a photoreactive element.
3'から5'の方向に、または5'から3'の方向に、
i.プライマー配列ドメイン;
ii.任意で、固有分子識別子(UMI)配列;および
iii.ハイブリダイゼーションドメインであって、前記第1のキャップ核酸の前記第2のキャップハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的である、該ハイブリダイゼーションドメイン
を含む、第2のキャップ核酸鎖
をさらに含み、
前記第1のキャップ核酸鎖の前記第2のキャップハイブリダイゼーションドメインおよび第2のキャップ核酸鎖のハイブリダイゼーションドメインの少なくとも1つが、光反応性要素を含む、請求項6記載のバーコード組成物。
in the 3' to 5' direction, or in the 5' to 3' direction,
i. Primer sequence domain;
ii. Optionally, a unique molecular identifier (UMI) sequence; and
iii. further comprising a second cap nucleic acid strand comprising a hybridization domain, the hybridization domain being substantially complementary to the second cap hybridization domain of the first cap nucleic acid;
7. The barcode composition of claim 6 , wherein at least one of the second cap hybridization domain of the first cap nucleic acid strand and the hybridization domain of the second cap nucleic acid strand comprises a photoreactive element. .
前記第1の核酸が、5'末端にプライマー配列をさらに含む、請求項1または2記載のバーコード組成物。 3. The barcode composition according to claim 1, wherein the first nucleic acid further includes a primer sequence at its 5' end. 前記第1の核酸の前記第1のターゲティングドメインが、標的核酸と実質的に相補的である、請求項1または2記載のバーコード組成物。 3. The barcode composition of claim 1 or 2 , wherein the first targeting domain of the first nucleic acid is substantially complementary to a target nucleic acid. 前記標的核酸が、標的結合物質とコンジュゲートされるか、または、前記標的核酸が、標的分子とコンジュゲートされるか、または、前記標的核酸が、標的分子に含まれるか、または、前記標的核酸が、標的細胞によって発現されるか、または、前記標的核酸が、標的分子または細胞上に直接的に、もしくは、化学的架橋、遺伝子エンコーディング、ウイルス形質導入、トランスフェクション、コンジュゲーション、細胞融合、細胞内取り込み、ハイブリダイゼーション、DNA結合タンパク質もしくはアダプター分子、例えば標的結合リガンドを介して間接的に提示される、請求項9記載のバーコード組成物。 The target nucleic acid is conjugated to a target binding substance, or the target nucleic acid is conjugated to a target molecule, or the target nucleic acid is contained within a target molecule, or A nucleic acid is expressed by a target cell, or the target nucleic acid is directly attached to a target molecule or cell, or by chemical cross-linking, genetic encoding, viral transduction, transfection, conjugation, cell fusion, 10. A barcode composition according to claim 9 , which is presented indirectly via cellular uptake, hybridization, DNA binding proteins or adapter molecules, such as target binding ligands. 前記標的結合物質が、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、単糖、二糖、三糖、オリゴ糖、多糖、リポ多糖、レクチン、ヌクレオシド、ヌクレオチド、核酸、ビタミン、ステロイド、ホルモン、補因子、受容体および受容体リガンドからなる群より選択され、任意で、前記標的結合物質が、抗体またはその抗原結合断片である、請求項10記載のバーコード組成物。 The target binding substance may include amino acids, peptides, proteins, monosaccharides, disaccharides, trisaccharides, oligosaccharides, polysaccharides, lipopolysaccharides, lectins, nucleosides, nucleotides, nucleic acids, vitamins, steroids, hormones, cofactors, receptors, and receptors. 11. The barcode composition of claim 10 , wherein the target binding substance is an antibody or antigen-binding fragment thereof. 核酸の前記UMIが、同じ核酸の他のドメインの1つに組み込まれる、請求項1または2記載のバーコード組成物。 3. A barcode composition according to claim 1 or 2 , wherein the UMI of a nucleic acid is incorporated into one of the other domains of the same nucleic acid. 前記核酸の少なくとも1つが、切断可能なスペーサーを含む、請求項1または2記載のバーコード組成物。 3. The barcode composition of claim 1 or 2 , wherein at least one of the nucleic acids comprises a cleavable spacer. 検出可能な標識
鎖置換ポリメラーゼ;
核酸合成のための緩衝液または塩;
天然または合成ヌクレオチド三リン酸またはデオキシヌクレオチド三リン酸;
標的要素;
PCRプライマー;または
光源であって、任意で、光源が、UV光源である、光源
をさらに含む、請求項1または2記載のバーコード組成物。
detectable label ;
Strand displacement polymerase;
Buffers or salts for nucleic acid synthesis;
natural or synthetic nucleotide triphosphates or deoxynucleotide triphosphates;
target element;
PCR primer; or
a light source, optionally the light source being a UV light source
3. The barcode composition according to claim 1 or 2 , further comprising:
前記検出可能な標識が、
前記核酸のうちの1つの中に含まれる、または
蛍光分子、ナノ粒子、安定同位体、放射性同位体、ヌクレオチドクロモフォア、酵素、酵素基質、化学発光部分および生物発光部分、エコー源性物質、非金属同位体、光学レポーター、常磁性金属イオン、および強磁性金属からなる群より選択され、任意で、前記検出可能な標識が、フルオロフォアである、
請求項14記載のバーコード組成物。
The detectable label is
contained within one of said nucleic acids, or
Fluorescent molecules, nanoparticles, stable isotopes, radioactive isotopes, nucleotide chromophores, enzymes, enzyme substrates, chemiluminescent and bioluminescent moieties, echogenic materials, nonmetallic isotopes, optical reporters, paramagnetic metal ions, and selected from the group consisting of magnetic metals, optionally said detectable label being a fluorophore;
15. The barcode composition according to claim 14 .
前記光反応性要素が、光反応性ヌクレオチドであり、任意で、光反応性ヌクレオチドが、CNVKまたはCNVD架橋塩基である、請求項1または2記載のバーコード組成物。 3. A barcode composition according to claim 1 or 2 , wherein the photoreactive element is a photoreactive nucleotide, and optionally the photoreactive nucleotide is a CNVK or CNVD bridging base. キットの形態の、請求項1載のバーコード組成物。 2. The barcode composition of claim 1 in the form of a kit. 標的mRNAを検出する方法であって、以下の段階を含む、方法:
a.標的mRNA(第1の核酸)と第2の核酸とをハイブリダイズさせる段階であって、
i.該mRNAが、ポリA配列を含む第1のハイブリダイゼーションドメインを含み;
ii.第2の核酸が、5’から3’の方向に、
1.第2のハイブリダイゼーションドメインであって、第1のハイブリダイゼーションドメインと実質的に相補的であり、光反応性要素を含む、第2のハイブリダイゼーションドメイン;および
2.第1のバーコードドメイン
を含む、段階;
b.該mRNAと第2の核酸とを光架橋させ、それによりプローブ-プライマー複合体を形成する段階;
c.プローブ-プライマー複合体から記録核酸を合成する段階;ならびに
d.記録核酸を検出する段階。
A method of detecting target mRNA, the method comprising the steps of:
a. A step of hybridizing target mRNA (first nucleic acid) and second nucleic acid,
i. the mRNA comprises a first hybridization domain comprising a polyA sequence;
ii. the second nucleic acid in the 5' to 3' direction,
1. a second hybridization domain, the second hybridization domain being substantially complementary to the first hybridization domain and comprising a photoreactive element; and
2. a step containing a first barcode domain;
b. photocrosslinking the mRNA and the second nucleic acid, thereby forming a probe-primer complex;
c. synthesizing a recording nucleic acid from the probe -primer complex; and
d. Detecting the recorded nucleic acid.
前記第1の核酸の前記第1のターゲティングドメインが、RNAまたはRNA転写物と実質的に相補的である、請求項9記載のバーコード組成物。10. The barcode composition of claim 9, wherein the first targeting domain of the first nucleic acid is substantially complementary to RNA or an RNA transcript. 前記第2の核酸が、3’末端か5’末端のいずれかに第3のハイブリダイゼーションドメインをさらに含み、該第3のハイブリダイゼーションドメインが任意で光反応性要素を含む、請求項1または2記載のバーコード組成物。Claim 1 or 2, wherein the second nucleic acid further comprises a third hybridization domain at either the 3' end or the 5' end, said third hybridization domain optionally comprising a photoreactive element. The barcode composition described. 前記第1の核酸が3'テール配列をさらに含み、該テール配列が、Aテーリング、Tテーリング、Cテーリング、Gテーリング、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項1または2記載のバーコード組成物。3. The barcode composition of claim 1 or 2, wherein the first nucleic acid further comprises a 3' tail sequence, the tail sequence comprising an A-tailing, a T-tailing, a C-tailing, a G-tailing, or any combination thereof. thing. 前記テール配列がポリA配列を含む、請求項21記載のバーコード組成物。22. The barcode composition of claim 21, wherein the tail sequence comprises a polyA sequence.
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